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Prelookup

Interpolation Using Prelookup ブロックのためのインデックスと分割を計算

ライブラリ:
Simulink / Lookup Tables
HDL Coder / Lookup Tables

説明

PreLookup ブロックは、その入力値 u がブレークポイントデータセットとどのように関連するかを指定するインデックスと区間分割を計算します。Prelookup ブロックは、Interpolation Using Prelookup ブロックと併用するのが最も効果的です。n 次元 table を内挿するために、結果のインデックスと割合の値を Interpolation Using Prelookup ブロックに入力します。これらの 2 つのブロックには分散アルゴリズムがあります。それらを組み合わせることで、n-D Lookup Table ブロックの統合アルゴリズムと同じ処理になります。ただし、Prelookup ブロックと Interpolation Using Prelookup ブロックを使用すると、n-D Lookup Table ブロックよりもシミュレーションとコード生成の柔軟性と効率を向上させることができます。詳細については、処理効率を参照してください。

サポートされているブロック演算

Prelookup ブロックを使用するには、一連のブレークポイント値を指定しなければなりません。[ソース] パラメーターを [ダイアログ] または [入力端子] に設定して、ブレークポイント値をダイアログボックスで直接指定するか、値を bp 入力端子に値を送るかを選択します。通常の使用では、このブレークポイントデータセットは、Interpolation Using Prelookup ブロックのテーブルデータの 1 次元に対応します。Prelookup ブロックは、以下を計算することにより各入力値 u ごとに一組の出力を生成します。

u に等しいか、その値よりも小さいブレークポイントセット要素のインデックスで、u を含む区間を作成します。
範囲 0 ≤ f < 1 の区間分割。これは、範囲内入力に対するインデックスとそれに隣接するインデックス値との間にあるブレークポイント区間上にある u の正規化された位置を表します。

たとえば、ブレークポイントデータセットが [0 5 10 20 50 100] に設定され、入力値 u が 55 である場合、インデックスは 4 であり、小数部の値は 0.1 です。インデックスと区間分割のラベルは、Prelookup ブロックアイコンでは k および f として表示されます。インデックス値はゼロベースです。

区間分割は、範囲外入力に対して負または 1 より大きい数値になります。詳細については、[外挿法] ブロックパラメーターを参照してください。

端子

入力

すべて展開する

`Port_1` — 入力信号 `u`
スカラー | ベクトル | 行列

Prelookup ブロックは、Simulink^® がサポートする任意の数値データ型の実数値信号を受け入れますが、boolean は例外となります。Prelookup ブロックは、信号およびブレークポイントデータの固定小数点データ型をサポートします。

出力

すべて展開する

`k` — 入力 `u` を含む区間のインデックス
スカラー | ベクトル | 行列

0 ベースのインデックス k は、入力 u を含む区間を指定する実数値の整数です。

依存関係

この端子を有効にするには、[出力の選択] を [インデックスと小数部] または [インデックスのみ] に設定します。

`f` — 区間 k 内で入力 `u` の正規化された位置を表す小数部。
スカラー | ベクトル | 行列

区間 k 内で入力 u の正規化された位置を表す小数部 f。

依存関係

この端子を有効にするには、[出力の選択] を [インデックスと小数部] に設定します。

`Port_2` — インデックス k と小数部 f を含むバス
バス

インデックス k と小数部 f をバスオブジェクトとして出力すると、モデルを簡略化できます。

依存関係

この端子を有効にするには、[出力の選択] を [バスとしてのインデックスと小数部] に設定します。

データ型: bus

パラメーター

すべて展開する

メイン

ブレークポイントデータ

`指定` — ブレークポイントデータの入力方法を選択
`明示的な値` (既定値) | `等間隔` | `ブレークポイントオブジェクト`

以下はこのパラメーターの各設定です。

[明示的な値]。[ソース] および [値] パラメーターがダイアログボックスに表示されます。
[等間隔]。[最初の点]、[間隔] および [点数] パラメーターがダイアログボックスに表示されます。
[ブレークポイントオブジェクト]。[名前] パラメーターがダイアログボックスに表示されます。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointsSpecification

型: 文字ベクトル

値:

'Explicit values' | 'Even spacing' | 'Breakpoint
                                        object'

既定の設定: 'Explicit values'

`ソース` — ブレークポイントデータのソースを指定
`ダイアログ` (既定値) | `[入力端子]`

以下は [ソース] の各設定です。

[ダイアログ]。ブレークポイントデータを [値] で指定します。
[入力端子]。上流信号がブレークポイントデータを bp 入力端子に提供することを確認します。各ブレークポイントデータセットは、2 つ以上の要素を含み、厳密に単調増加するベクトルでなければなりません。このオプションの場合、ブロックは bp 入力端子からブレークポイントの属性を継承します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[指定] を [明示的な値] に設定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointsDataSource

型: 文字ベクトル

値: 'Dialog' | 'Input port'

既定の設定: 'Dialog'

`値` — ブレークポイントデータ値
`[10:10:110]` (既定値)

ブレークポイントデータを明示的に指定します。各ブレークポイントデータセットは、2 つ以上の要素を含み、厳密に単調増加するベクトルでなければなりません。このオプションでは、[データ型] ペインで追加のブレークポイント属性を指定します。

ルックアップテーブルエディターを開くには、[編集] をクリックします (ルックアップテーブルの編集を参照)。

メモ

[指定] を [明示的な値] に設定し、[ソース] を [入力端子] に設定する場合、上流信号がブレークポイントデータを bp 入力端子に提供することを確認します。各ブレークポイントデータセットは、2 つ以上の要素を含み、厳密に単調増加するベクトルでなければなりません。このオプションの場合、ブロックは bp 入力端子からブレークポイントの属性 (データ型も含め) を継承します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[指定] を [明示的な値]、[ソース] を [ダイアログ] に設定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointsData

型: 文字ベクトル

値: '[10:10:110]'

既定の設定: '[10:10:110]'

`最初の点` — 等間隔のブレークポイントデータの最初の点
`10` (既定値) | `real-valued scalar`

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[指定] を [等間隔] に設定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointsFirstPoint

型: 文字ベクトル

値: '10'

既定の設定: '10'

`間隔` — 等間隔のブレークポイント間の間隔
`10` (既定値) | `real-valued, positive scalar`

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[指定] を [等間隔] に設定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointsSpacing

型: 文字ベクトル

値: '10'

既定の設定: '10'

`点数` — 等間隔のポイントの数
`11` (既定値) | `real-valued, positive scalar`

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[指定] を [等間隔] に設定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointsNumPoints

型: 文字ベクトル

値: '11'

既定の設定: '11'

`名前` — `Simulink.Breakpoint` オブジェクトの名前
`no default` | `Simulink.Breakpoint`

Simulink.Breakpoint オブジェクトの名前を指定します。ブレークポイントオブジェクトは、Simulink ブレークポイントオブジェクトを参照します。Simulink.Breakpoint オブジェクトがない場合は、アクションボタンをクリックして [作成] を選択します。新しいブレークポイントオブジェクトの対応するパラメーターにブロック情報が自動的に入力されます。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[指定] を [ブレークポイントオブジェクト] に設定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointObject

型: 文字ベクトル

値: Simulink.Breakpoint オブジェクト

既定の設定: ''

アルゴリズム

`出力の選択` — ブロックが出力する信号を指定
`インデックスと小数部` (既定値) | `バスとしてのインデックスと小数部` | `インデックスのみ`

ブロックでインデックスおよび区間分割を出力する場合、ブロックで個々の信号またはインデックス信号と小数部信号の両方を含むバス信号のどちらを出力するかを指定できます。

[インデックスのみ] はインデックスのみを出力し、小数部を出力しません。このオプションの代表的な適用例としては、次のようなものがあります。
- 区間に内挿法を使用せずに Direct Lookup Table (n-D) ブロックを入力する
- Interpolation Using Prelookup ブロックのサブテーブル選択の選択端子を入力する
- 非線形量子化の実行
[インデックスと小数部] はインデックスと小数部を個々の信号として出力します。
[バスとしてのインデックスと小数部] はインデックス信号および小数部信号を含むバス信号を出力します。これらの信号にバスを使用することで以下を実現します。
- これらの 2 つの関連する信号をまとめることで、モデルを簡潔にする。
- AUTOSAR 4.0 ライブラリのテストポイント DpResult 構造体を作成する。
- AUTOSAR 4.0 ライブラリの場合、Prelookup および Interpolation Using Prelookup ブロックが別個のモデル内にあるときは、コード生成中に余分なコピーを作成しないようにしないようにする。
メモ
[バスとしてのインデックスと小数部] を選択することにより、[データ型] ペインに [出力] パラメーターが表示され、[出力] パラメーターは [Inherit: auto] に設定されます。ユーザー定義のバスオブジェクトを指定するように既定値を変更します。バスオブジェクトの定義の詳細については、[出力] パラメーターを参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: OutputSelection

値:

'Index and fraction' | 'Index and fraction as bus' |
                                        'Index only'

型: 文字ベクトル

既定の設定: 'Index and fraction'

`インデックス検索法` — ブレークポイントデータを検索する方法
`等間隔のポイント` (既定値) | `線形探索` | `二分探索`

各検索法は、さまざまな状況で速度の利点をもっています。

ブレークポイントセットが均等の間隔に並んでいる場合 (例: 10, 20, 30, ...)、[等間隔のポイント] を選択してテーブルインデックスを計算することにより、速度を最大に上げることができます。このアルゴリズムは最初の 2つのブレークポイントのみを利用して残りのポイントのオフセットと間隔を求めます。
不規則な間隔に並んでいるブレークポイントセットについては、以下のガイドラインに従ってください。
- あるタイムステップから次のタイムステップまでに u の入力値が大きく変化しない場合は、[前回のインデックス結果を使ってインデックス検索を始める] と組み合わせて [線形探索] を選択すると、最高のパフォーマンスが得られます。
- u の入力値がタイムステップあたり 2 個以上または 3 個以上のテーブル区間をジャンプする場合は、[二分探索] を選択すると、最高のパフォーマンスが得られます。

インデックス検索法に関する準最適な選択は、ルックアップテーブルに大きく依存しているモデル内でパフォーマンスの低下をもたらします。

メモ

生成コードは、以下の場合、最初のブレークポイント、間隔、およびブレークポイントの数だけを保存します。

ブレークポイントデータが調整不可能な場合。
インデックス検索法は [等間隔のポイント] です。

`前回のインデックス結果を使ってインデックス検索を始める` — 前のタイムステップで検出されたインデックスを使用して検索を開始
`off` (既定値) | `on`

区間サイズに関してゆっくりと変化する入力値 u に対して、このオプションをオンにするとパフォーマンスを改善できます。そうでない場合、線形探索法と二分探索法は非常に長い時間を要します。特に、ブレークポイントセットが大きな場合には長い時間を要します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: IndexSearchMethod

値:

'Binary search' | 'Evenly spaced points' | 'Linear
                                        search'

型: 文字ベクトル

既定の設定: 'Binary search'

`外挿法` — 範囲外入力値を処理する方法
`クリップ` (既定値) | `線形`

オプションは次のとおりです。

[クリップ]

ブロック入力	ブロック出力
最初のブレークポイントより小さい場合	最初のブレークポイントのインデックス (`0` など) 区間分割 `0`
最初のブレークポイントより大きい場合	最後から 2 つ目のブレークポイントのインデックス区間分割 `1`

たとえば、範囲が [1 2 3] に等しいときにこのオプションを選択したと仮定します。u が 0.5 の場合、インデックスは 0 であり、区間分割は 0 です。u が 3.5 の場合、インデックスは 1 であり、区間分割は 1 です。

線形

ブロック入力	ブロック出力
最初のブレークポイントより小さい場合	最初のブレークポイントのインデックス (`0` など) `u` から最初のブレークポイントまでの線形距離を表す区間分割
最初のブレークポイントより大きい場合	最後から 2 つ目のブレークポイントのインデックス最後のブレークポイントに隣接するブレークポイントから `u` までの線形距離を表す区間分割

たとえば、範囲が [1 2 3] に等しいときにこのオプションを選択したと仮定します。u が 0.5 の場合、インデックスは 0 であり、区間分割は -0.5 です。u が 3.5 の場合、インデックスは 1 であり、区間分割は 1.5 です。

メモ

Prelookup ブロックは、次の条件がすべて真である場合に限り、線形外挿をサポートします。

入力 u、ブレークポイントデータ、小数部の出力が浮動小数点データ型を使用する。
インデックスが組み込みの整数データ型を使用する。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: ExtrapMethod

型: 文字ベクトル

値: 'Clip' | 'Linear'

既定の設定: 'Clip'

`上限またはそれを超える入力に対して最後のブレークポイントを使用する` — 上限またはそれを超える入力を処理する方法
`off` (既定値) | `on`

最後のブレークポイント以上の入力値 u に、インデックスを付ける方法を指定します。インデックス値はゼロベースです。入力が最後のブレークポイントと同じである場合、ブロック出力は次のように異なります。

チェックボックス	ブロック出力
選択 (`on`)	ブレークポイントデータセットの最後の要素のインデックス区間分割 `0`
クリア (`off`)	最後から 2 つ目のブレークポイントのインデックス区間分割 `1`

ヒント

Prelookup ブロックの [上限またはそれを超える入力に対して最後のブレークポイントを使用する] を選択すると、これに接続されている Interpolation Using Prelookup ブロックの [インデックスの入力を最後のインデックスに達するようにする] も選択しなければなりません。これにより、ブロックはブレークポイントとテーブルデータのセットの最後の要素にアクセスするとき、同じインデックス付けの規則を使用できます。

依存関係

このチェックボックスは、以下の場合にのみ表示されます。

[インデックスのみ出力] がオフの場合
[外挿法] が [クリップ] の場合

ただし、[インデックスのみ出力] が選択され、[外挿法] が [クリップ] である場合、このブロックは、このチェックボックスが非表示であってもオンであるかのように動作します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: UseLastBreakpoint

型: 文字ベクトル

値: 'off' | 'on'

既定の設定: 'off'

`範囲外入力の診断` — 入力が範囲外の場合のブロックのアクション
`なし` (既定値) | `警告` | `エラー`

オプションは次のとおりです。

なし — 応答しません。
警告 — 警告が表示され、シミュレーションは続行されます。
エラー — シミュレーションを終了し、エラーを表示します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: DiagnosticForOutOfRangeInput

型: 文字ベクトル

値: 'None' | 'Warning' | 'Error'

既定の設定: 'None'

コード生成

`生成コードの範囲外入力に対する保護を削除` — 範囲外ブレークポイント入力をチェックするコードを削除
`Off` (既定値) | `On`

チェックボックス結果使用時

チェックボックス	結果	使用時
`On`	生成コードには範囲外のブレークポイント入力をチェックするための条件文が含まれません。入力 `k` または `f` が範囲外の場合、生成されたコードおよびアクセラレータモードを使用するシミュレーションに未定義の動作が発生する可能性があります。	コード効率の場合
`Off`	生成コードには範囲外のブレークポイント入力をチェックするための条件文が含まれます。	セーフティクリティカルなアプリケーションの場合

On

生成コードには範囲外のブレークポイント入力をチェックするための条件文が含まれません。

入力 k または f が範囲外の場合、生成されたコードおよびアクセラレータモードを使用するシミュレーションに未定義の動作が発生する可能性があります。

コード効率の場合

Off

生成コードには範囲外のブレークポイント入力をチェックするための条件文が含まれます。

セーフティクリティカルなアプリケーションの場合

入力が範囲外でない場合、[生成コードの範囲外インデックスに対する保護を削除] チェックボックスをオンにしてコードの効率性を高めることができます。既定の設定では、このチェックボックスはオフです。セーフティクリティカルなアプリケーションの場合、このチェックボックスをオンにしないでください。[生成コードの範囲外インデックスに対する保護を削除] チェックボックスをオンにする場合は、最初にモデルの入力が範囲内であることを確認します。次に例を示します。

[生成コードの範囲外インデックスに対する保護を削除] チェックボックスをオフにします。
[範囲外入力の診断] パラメーターを Error に設定します。
ノーマルモードでモデルのシミュレーションを実行します。
範囲外エラーがある場合は、範囲内に修正してシミュレーションをもう一度実行します。
シミュレーションによって範囲外の入力エラーが発生しなくなったら、[生成コードの範囲外インデックスに対する保護を削除] チェックボックスをオンにします。
メモ
[生成コードの範囲外インデックスに対する保護を削除] チェックボックスをオンにした際に入力 k または f が範囲外の場合、生成されたコードおよびアクセラレータモードを使用するシミュレーションの動作は未定義となります。

アプリケーションによって、次のモデルアドバイザーチェックを実行して、このチェックボックスが使用されていることを確認できます。

[製品別] 、 [Embedded Coder] 、 [計算量が多い範囲外のチェックコードを生成する Lookup Table ブロックを識別します]
[製品別] 、 [Simulink Check] 、 [モデリング標準] 、 [DO-178C/DO-331 チェック] 、 [Lookup Table ブロックの使用をチェックします]

モデルアドバイザーの詳細については、モデルチェックの実行を参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: RemoveProtectionInput

型: 文字ベクトル

値: 'off' | 'on'

既定の設定: 'off'

`サンプル時間` — サンプル時間を `-1` 以外の値として指定
`-1` (既定値) | スカラー

サンプル時間を -1 以外の値で指定します。詳細については、サンプル時間の指定を参照してください。

依存関係

このパラメーターは、明示的に -1 以外の値に設定されていない限り表示されません。詳細は、サンプル時間が推奨されないブロックを参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: SampleTime

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定の設定: '-1'

データ型

`ブレークポイント` — ブレークポイントデータ型
`継承: 入力と同じ` (既定値) | `Inherit: Inherit from 'Breakpoint data'` | `double` | `single` | `int8` | `uint8` | `int16` | `uint16` | `int32` | `uint32` | `fixdt(1,16)` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `Enum: <class name>` | `<data type expression>`

ブレークポイントデータ型を指定します。以下を指定可能です。

データ型継承ルール (例: 継承: 入力と同じ
組み込みデータ型名 (例: single)
データ型クラスの名前 (例: 列挙データ型クラス)
データ型を評価する式 (例: fixdt(1,16,0))

[データ型アシスタントを表示] ボタンをクリックして、データ型の属性の設定に役立つ [データ型アシスタント] を表示します。詳細については、データ型アシスタントを利用したデータ型の指定を参照してください。

ヒント

以下の場合に入力 u のデータ型と異なるブレークポイントデータ型を指定します。
- 入力信号 u よりも小さいタイプを使用するブレークポイントデータの保存のためのメモリ必要量が少ない場合
- 入力 u の異なるデータ型をもつ 2 つの Prelookup ブロック間で事前スケーリングされたブレークポイントデータを共有する場合
- 入力 u の異なるデータ型のブロックに対して生成コード内のカスタムストレージブレークポイントデータを共有する場合
列挙型データ:
- ブレークポイントは順序付けされていない列挙データをサポートします。結果として、線形探索も順序付けされていません。これは柔軟性をもたらしますが、パフォーマンスに影響する可能性があります。検索はブレークポイントの最初の要素から開始されます。
- [前回のインデックス結果を使ってインデックス検索を始める] チェックボックスがオンの場合、順序付けされた単調増加のデータを使用しなければなりません。この順序付けはパフォーマンスを向上させます。
- 列挙型データでは、[外挿法] は Clip でなければなりません。
- 小数部が 1 または 0 であるため、[出力の選択] 、 [インデックスのみ] を選択します。
  Interpolation Using Prelookup ブロックを設定したインデックスのみの出力選択を使用している場合、[サブテーブル選択次元数] パラメーターの使用を検討してください。

これらは、このブロックで列挙型データを使用する場合の制限です。

ブロックは列挙型データに対する範囲外の入力をサポートしません。列挙型データを指定する場合、ブレークポイントデータセットに列挙全体を含めるようにします。たとえば、関数 enumeration を使用します。
ブレークポイントデータソースを Inport port に設定すると、列挙データ型は既定値として 0 をもたなければなりません。たとえば、この列挙型クラスの場合、GEAR1 の既定値は 0 でなければなりません。
```
classdef(Enumeration) Gears < Simulink.IntEnumType 
    enumeration 
        GEAR1(1), 
        GEAR2(2), 
        GEAR3(4), 
        GEAR4(8), 
        SPORTS(16), 
        REVERSE(32), 
        NEUTRAL(0) 
    end 
end
```

依存関係

このパラメーターを有効にするにはブレークポイントデータ [ソース] を [ダイアログ] に設定します。

メモ

[ソース] を [入力端子] に設定すると、ブロックはすべてのブレークポイント属性 (データ型、最小、最大) を bp 入力端子から継承します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointDataTypeStr

型: 文字ベクトル

値:

'Inherit: Same as input' | 'Inherit: Inherit from
                                        'Breakpoint data'' | 'double' | 'single' | 'int8' | 'uint8'
                                        | 'int16' | 'uint16' | 'int32' | 'uint32' | 'fixdt(1,16)' |
                                        'fixdt(1,16,0)' | 'fixdt(1,16,2^0,0)'|'<data type
                                        expression>'

既定の設定: 'Inherit: Same as input'

`インデックス` — インデックスデータ型
`uint32` (既定値) | `int8` | `uint8` | `int16` | `uint16` | `int32` | `uint32` | `fixdt(1,16)` | `<data type expression>`

ブレークポイントデータセットのすべての要素にインデックス付けできるデータ型を指定します。次のことが可能です。

リストから組み込みの整数データ型を選択します。
固定小数点表現を使って整数データ型を指定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: IndexDataTypeStr

型: 文字ベクトル

値:

'int8' | 'uint8' | 'int16' | 'uint16' | 'int32' |
                                        'uint32' | 'fixdt(1,16)' | '<data type
                                        expression>'

既定の設定: 'uint32'

`小数部` — 小数部データ型
`Inherit: Inherit via internal rule` (既定値) | `double` | `single` | `fixdt(1,16,0)` | `<data type expression>`

区間分割のデータ型を指定します。次のことが可能です。

リストから組み込みのデータ型を選択します。
内部ルールからデータ型の継承を指定します。
スケーリングの表現として、「勾配とバイアス」、または「2 進小数点」のいずれかを使って、固定小数点データ型を指定します。
- 「勾配とバイアス」の表現を使用する場合、スケーリングが自明 (勾配は 1 で、バイアスは 0) でなければなりません。
- 「2 進小数点」の表現を利用する場合、2 のべき乗の指数は 0 以下でなければなりません。

依存関係

[メイン] タブの [出力の選択] を、[インデックスと小数部] に設定する場合にのみ、このパラメーターが表示されます。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: FractionDataTypeStr

型: 文字ベクトル

値:

'Inherit: Inherit via internal rule' | 'double' |
                                        'single' | 'fixdt(1,16,0)' | '<data type
                                        expression>'

既定の設定: 'Inherit: Inherit via internal rule'

`出力` — 出力データ型
`Inherit: auto` (既定値) | `Bus: <object name>`

バーチャルバスを出力するには、Inherit: auto 設定を使用します。得られるバーチャルバスには 2 つの要素、インデックス信号、小数部信号が含まれます。

非バーチャルバスを出力および指定するには、[Bus: <object name>] テンプレートを使用します。<object name> をインデックス信号および小数部信号を含むバスオブジェクトの名前に置き換えます。

バスオブジェクトには 2 つの要素が含まれていなければなりません。最初の要素はインデックス信号に対応し、2 番目は小数部信号に対応します。
インデックスおよび小数部のバス要素信号をバス信号にすることはできません。
[出力の選択] を [インデックスと小数部] に設定している場合、バス要素のデータ型および実数/複素数は、インデックスと小数部の信号に適用されるのと同じ制約を満たさなければなりません。

インデックスおよび小数部のバス要素をもつバスオブジェクトを作成するには、これに類似した MATLAB^® コードを使用して、バスオブジェクト名およびバス要素の名前およびデータ型をカスタマイズします。

% Bus object: kfBus 
elems(1) = Simulink.BusElement;
elems(1).Name = 'Index';
elems(1).DataType = 'int8';
 
elems(2) = Simulink.BusElement;
elems(2).Name = 'Fraction';
elems(2).DataType = 'double';
 
kfBus = Simulink.Bus;
kfBus.Elements = elems;
clear elems;

あるいは、バスエディターを使用して、Prelookup ブロックで使用するバスオブジェクトを作成または編集できます。

このブロックから Interpolation Using Prelookup ブロックにバス出力信号をフィードするには、フィード先のブロックで [インデックスと小数部をバスにする] チェックボックスをオンにします。

メモ

固定小数点ツールのデータ型オーバーライドオプションを使用して、固定小数点データ型を浮動小数点データ型に置き換える新しいバスオブジェクトで、バスオブジェクトをオーバーライドします。

Prelookup ブロックで使用されるバスオブジェクトがオーバーライドされると、ブロックはバスの最初の要素として浮動小数点データ型を受け入れないため、エラーが発生する可能性があります。

この問題が発生する場合は、[修正] ボタンを使用して元のバスオブジェクトを再定義し、これがオーバーライドされないようにします。たとえば、バスオブジェクトの最初の要素を int32 に定義するとします。

myBus.Elements(1).DataType

int32

[修正] ボタンをクリックして最初のバス要素を次のように再定義します。

myBus.Elements(1).DataType = 'fixdt(''int32'',''DataTypeOverride'',''Off'')'

依存関係

[メイン] タブの [出力の選択] を、[バスとしてのインデックスと小数部] に設定する場合にのみ、このパラメーターが表示されます。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: OutputBusDataTypeStr

型: 文字ベクトル

値:

'Inherit: auto' | 'Bus: <object name>' | '<data
                                        type expression>'

既定の設定: 'Inherit: auto'

`ブレークポイントの最小値` — ブレークポイントデータが取りうる最小値
`[]` (既定値) | スカラー

ブレークポイントデータに使用できる最小値を指定します。既定値は [] (指定なし) です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[メイン] タブで、ブレークポイントデータ [ソース] を [ダイアログ] に設定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointMin

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定の設定: '[]'

`ブレークポイントの最大値` — ブレークポイントデータが取りうる最大値
`[]` (既定値) | スカラー

ブレークポイントデータに使用できる最大値を指定します。既定値は [] (指定なし) です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[メイン] タブで、ブレークポイントデータ [ソース] を [ダイアログ] に設定します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: BreakpointMax

型: 文字ベクトル

値: スカラー

既定の設定: '[]'

`固定小数点ツールによる変更に対して出力データ型の設定をロックする` — 固定小数点ツールが出力データ型をオーバーライドするのを防止
`off` (既定値) | `on`

固定小数点ツールが、ブロックに指定した [出力] データ型をオーバーライドしないようにするには、このパラメーターを選択します。詳細については、[出力データ型の設定をロックする] の使用 (Fixed-Point Designer)を参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: LockScale

型: 文字ベクトル

値: 'off' | 'on'

既定の設定: 'off'

`整数丸めモード` — 固定小数点演算の丸めモード
`負方向` (既定値) | `正方向` | `最も近い偶数方向` | `最も近い正の整数方向` | `最も近い整数方向` | `最も簡潔` | `ゼロ方向`

固定小数点演算の丸めモードを指定します。詳細については、丸め (Fixed-Point Designer)を参照してください。

ブロックパラメーターは常に最近傍の表現可能な値に丸められます。ブロックパラメーターの丸めを直接制御するには、MATLAB の丸め関数を使用する式をマスクフィールドに入力します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: RndMeth

型: 文字ベクトル

値:

'Ceiling' | 'Convergent' | 'Floor' | 'Nearest' | 'Round' | 'Simplest' |
                        'Zero'

既定の設定: 'Floor'

モデルの例

外部ブレークポイントの仕様の Prelookup

この例では、ブレークポイントデータセットを Constant ブロックから Prelookup ブロックの bp 入力端子に送る方法を示します。

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等間隔ブレークポイントの Prelookup

この例では、Prelookup 内の等間隔ブレークポイントデータを指定する方法を示します。

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インデックスと小数部をバスとして出力するための Prelookup ブロックの構成

この例では、Prelookup ブロックからインデックス (k) と小数部 (f) を含むバスを出力する方法を示します。

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Prelookup ブロックと Interpolation ブロックの使用

Prelookup ブロックを使用すると、ルックアップテーブルのセット内で実行されるインデックス検索の数を最小限に抑え、1 つのテーブル計算の中に、クリッピングアルゴリズム、外挿アルゴリズムおよびインデックス検索アルゴリズムを混在させることができます。

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使用データ量を減らすことによる Prelookup ブロックと Interpolation ブロック内のメモリの節約

この例では、Prelookup ブロックおよび Interpolation ブロック内のメモリを節約する方法を示します。Prelookup ブロックおよび Interpolation Using Prelookup ブロックを使用すると、ブレークポイントデータとテーブルデータを保存するデータ型を明示的に設定できます。Prelookup ブロックを使用すると、入力データ型とは異なるブレークポイントデータを設定できます。また、Interpolation Using Prelookup ブロックを使用すると、出力データ型とは異なるテーブルデータを設定できます。

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ブロックの特性

データ型	`double` \| `enumerated` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
直接フィードスルー	`はい`
多次元信号	`はい`
可変サイズの信号	`いいえ`
ゼロクロッシング検出	`いいえ`

詳細

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Prelookup における列挙値

列挙値で Prelookup ブロックのシミュレーションを実行します。

次のように定義される列挙型クラスをもつ Prelookup ブロックがあるとします。

classdef(Enumeration) Gears < Simulink.IntEnumType 
    enumeration 
        GEAR1(1), 
        GEAR2(2), 
        GEAR3(4), 
        GEAR4(8), 
        SPORTS(16),
        REVERSE(-1), 
        NEUTRAL(0)        
    end 
end

Prelookup ブロックの設定を以下に示します。

[ブレークポイントデータ] 値は enumeration('Gears')。
[出力の選択] は [インデックスのみ]。
順序付けされていない検索では、[インデックス検索法] を [線形探索] に設定し、[前回のインデックス結果を使ってインデックス検索を始める] チェックボックスをオフにします。
[外挿法] が [クリップ] の場合。

Prelookup ブロックを使用した内挿の設定を以下に示します。

[次元数] は 1。
[テーブルデータ] 値は [5 10 20 40 80 -5 0]。
[内挿法] が [フラット]。
[サブテーブル選択次元数] は 1。

シミュレーションはベクトル [10 -5 80] を出力します。これは GEAR2、REVERSE、および SPORTS に対応します。

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成
HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための Verilog および VHDL のコードを生成します。

HDL コード生成の詳細については、Prelookup を参照してください。

PLC コード生成
Simulink® PLC Coder™ を使用して構造化テキストコードを生成します。

Simulink PLC Coder では、Lookup Table ブロックのサポートに制限があります。この Coder は以下をサポートしません。

2 を超える次元の数
3 次スプライン内挿法
前のインデックスモードを使用したインデックス検索の開始
3 次スプライン外挿法

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

参考

Interpolation Using Prelookup | Simulink.Breakpoint | n-D Lookup Table

Prelookup

説明

サポートされているブロック演算

端子

入力

Port_1 — 入力信号 u スカラー | ベクトル | 行列

出力

k — 入力 u を含む区間のインデックス スカラー | ベクトル | 行列

依存関係

f — 区間 k 内で入力 u の正規化された位置を表す小数部。 スカラー | ベクトル | 行列

依存関係

Port_2 — インデックス k と小数部 f を含むバス バス

依存関係

パラメーター

メイン

ブレークポイント データ

指定 — ブレークポイント データの入力方法を選択 明示的な値 (既定値) | 等間隔 | ブレークポイント オブジェクト

プログラムでの使用

ソース — ブレークポイント データのソースを指定 ダイアログ (既定値) | [入力端子]

依存関係

プログラムでの使用

値 — ブレークポイント データ値 [10:10:110] (既定値)

メモ

依存関係

プログラムでの使用

最初の点 — 等間隔のブレークポイント データの最初の点 10 (既定値) | real-valued scalar

依存関係

プログラムでの使用

間隔 — 等間隔のブレークポイント間の間隔 10 (既定値) | real-valued, positive scalar

依存関係

プログラムでの使用

点数 — 等間隔のポイントの数 11 (既定値) | real-valued, positive scalar

依存関係

プログラムでの使用

名前 — Simulink.Breakpoint オブジェクトの名前 no default | Simulink.Breakpoint

依存関係

プログラムでの使用

アルゴリズム

出力の選択 — ブロックが出力する信号を指定 インデックスと小数部 (既定値) | バスとしてのインデックスと小数部 | インデックスのみ

メモ

プログラムでの使用

インデックス検索法 — ブレークポイント データを検索する方法 等間隔のポイント (既定値) | 線形探索 | 二分探索

メモ

前回のインデックス結果を使ってインデックス検索を始める — 前のタイム ステップで検出されたインデックスを使用して検索を開始 off (既定値) | on

プログラムでの使用

外挿法 — 範囲外入力値を処理する方法 クリップ (既定値) | 線形

メモ

プログラムでの使用

上限またはそれを超える入力に対して最後のブレークポイントを使用する — 上限またはそれを超える入力を処理する方法 off (既定値) | on

ヒント

依存関係

プログラムでの使用

範囲外入力の診断 — 入力が範囲外の場合のブロックのアクション なし (既定値) | 警告 | エラー

プログラムでの使用

コード生成

生成コードの範囲外入力に対する保護を削除 — 範囲外ブレークポイント入力をチェックするコードを削除 Off (既定値) | On

メモ

プログラムでの使用

サンプル時間 — サンプル時間を -1 以外の値として指定 -1 (既定値) | スカラー

依存関係

プログラムでの使用

データ型

ヒント

依存関係

メモ

プログラムでの使用

インデックス — インデックス データ型 uint32 (既定値) | int8 | uint8 | int16 | uint16 | int32 | uint32 | fixdt(1,16) | <data type expression>

プログラムでの使用

小数部 — 小数部データ型 Inherit: Inherit via internal rule (既定値) | double | single | fixdt(1,16,0) | <data type expression>

依存関係

プログラムでの使用

出力 — 出力データ型 Inherit: auto (既定値) | Bus: <object name>

メモ

依存関係

プログラムでの使用

ブレークポイントの最小値 — ブレークポイント データが取りうる最小値 [] (既定値) | スカラー

依存関係

プログラムでの使用

ブレークポイントの最大値 — ブレークポイント データが取りうる最大値 [] (既定値) | スカラー

依存関係

`Port_1` — 入力信号 `u`
スカラー | ベクトル | 行列

`k` — 入力 `u` を含む区間のインデックス
スカラー | ベクトル | 行列

`f` — 区間 k 内で入力 `u` の正規化された位置を表す小数部。
スカラー | ベクトル | 行列

`Port_2` — インデックス k と小数部 f を含むバス
バス

ブレークポイントデータ

`指定` — ブレークポイントデータの入力方法を選択
`明示的な値` (既定値) | `等間隔` | `ブレークポイントオブジェクト`

`ソース` — ブレークポイントデータのソースを指定
`ダイアログ` (既定値) | `[入力端子]`

`値` — ブレークポイントデータ値
`[10:10:110]` (既定値)

`最初の点` — 等間隔のブレークポイントデータの最初の点
`10` (既定値) | `real-valued scalar`

`間隔` — 等間隔のブレークポイント間の間隔
`10` (既定値) | `real-valued, positive scalar`

`点数` — 等間隔のポイントの数
`11` (既定値) | `real-valued, positive scalar`

`名前` — `Simulink.Breakpoint` オブジェクトの名前
`no default` | `Simulink.Breakpoint`

`出力の選択` — ブロックが出力する信号を指定
`インデックスと小数部` (既定値) | `バスとしてのインデックスと小数部` | `インデックスのみ`

`インデックス検索法` — ブレークポイントデータを検索する方法
`等間隔のポイント` (既定値) | `線形探索` | `二分探索`

`前回のインデックス結果を使ってインデックス検索を始める` — 前のタイムステップで検出されたインデックスを使用して検索を開始
`off` (既定値) | `on`

`外挿法` — 範囲外入力値を処理する方法
`クリップ` (既定値) | `線形`

`上限またはそれを超える入力に対して最後のブレークポイントを使用する` — 上限またはそれを超える入力を処理する方法
`off` (既定値) | `on`

`範囲外入力の診断` — 入力が範囲外の場合のブロックのアクション
`なし` (既定値) | `警告` | `エラー`

`生成コードの範囲外入力に対する保護を削除` — 範囲外ブレークポイント入力をチェックするコードを削除
`Off` (既定値) | `On`

`サンプル時間` — サンプル時間を `-1` 以外の値として指定
`-1` (既定値) | スカラー

`インデックス` — インデックスデータ型
`uint32` (既定値) | `int8` | `uint8` | `int16` | `uint16` | `int32` | `uint32` | `fixdt(1,16)` | `<data type expression>`

`小数部` — 小数部データ型
`Inherit: Inherit via internal rule` (既定値) | `double` | `single` | `fixdt(1,16,0)` | `<data type expression>`

`出力` — 出力データ型
`Inherit: auto` (既定値) | `Bus: <object name>`

`ブレークポイントの最小値` — ブレークポイントデータが取りうる最小値
`[]` (既定値) | スカラー

`ブレークポイントの最大値` — ブレークポイントデータが取りうる最大値
`[]` (既定値) | スカラー

`固定小数点ツールによる変更に対して出力データ型の設定をロックする` — 固定小数点ツールが出力データ型をオーバーライドするのを防止
`off` (既定値) | `on`

`整数丸めモード` — 固定小数点演算の丸めモード
`負方向` (既定値) | `正方向` | `最も近い偶数方向` | `最も近い正の整数方向` | `最も近い整数方向` | `最も簡潔` | `ゼロ方向`

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成
HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための Verilog および VHDL のコードを生成します。

PLC コード生成
Simulink® PLC Coder™ を使用して構造化テキストコードを生成します。

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。