Simulink代码生成： For Iterator子系统及其代码-程序员宅基地

技术标签： simulink  

本文研究Simulink中的For Iterator子系统及其生成的代码。

文章目录

1 Simulink中的For Iterator子系统

不管是在C语言还是Matlab脚本编程的时候，都避免不了使用for循环来反复执行某一段代码。在Simulink中，也可以通过For Iterator子系统来实现循环功能。

新建一个For Iterator子系统（For Iterator Subsystem），会默认带有一个输入输出port。
在这里插入图片描述
进入子系统内部，会有一个默认的For迭代器（For Iterator）。
在这里插入图片描述
这个迭代器就能够让模型反复循环子系统的内容。

2 For Iterator子系统建模示例

博主在大学学习C语言的时候，就有个课后习题，要求用for循环求数组中元素之和。所以本例也用For循环子系统来求和。

1）双击进入子系统，将For Iterator参数配置如下。
在这里插入图片描述

  • States when starting配置为reset，表示每个时间步长都重置这个For Iterator子系统；
  • Iteration limit source配置为external，表示循环次数由外部端口引入；
  • Index mode配置为Zero-based，表示索引从0开始，和C语言索引方式保持一致；
  • Iteration variable data type配置为int8，表示循环变量是int8类型；

2）建立一个Selector选择器模块，配置参数如下。
在这里插入图片描述

  • Number of input dimensions配置为1，表示从向量中选择一个元素输出；
  • Index mode配置为Zero-based，表示索引从0开始，和C语言索引方式保持一致；
  • Index Option配置为Index vector，表示从外部输入一个向量；
  • Input port size配置为5，表示输入向量中元素的个数是5；

3）添加2个输入port，如图。
在这里插入图片描述

  • port1表示输入的向量；
  • port2表示向量的长度；
    简单描述一下这一段的逻辑：For Iterator模块输出0-4的索引，通过Selector选择器把向量中的第0-4个数值取出来，然后再输出。注意，这些操作都是在一个时间步长内完成的。

4）通过一个加法模块和单位延时模块，构建一个累加器，接在Selector模块后面。这样就可以通过循环把向量中的每个元素相加。
在这里插入图片描述
5）整个子系统内部的模型如图所示。
在这里插入图片描述
6）退到For Iterator子系统上一层，加上2个常量输入和一个display输出。
在这里插入图片描述

  • 输入1是一个包含5个元素的向量[1,3,5,7,9]；
  • 输入2是向量的长度5；
  • 两个常量的类型都配置为uint8.

Ctrl + D更新一下模型，就能看到输出的disp中的结果为25，正式输入的向量元素之和。

3 For Iterator子系统的代码

将第2章仿真的模型稍作修改，然后就可以生成代码。
1）将输入、输出换成Inport和Outport模块，然后重新Ctrl + D更新一下模型。
在这里插入图片描述
这里注意一下维度和数据类型。Inport1的类型默认为了double，维度向后继承了Selector模块设定的size为5；Inport2的类型向后继承了For Iterator模块设定的的int8类型。

2）Ctrl + B生成一下代码，如图所示。
在这里插入图片描述
代码中可以看出以下几点：

  • 首先定义了循环变量s1_iter，类型为int8，与Iteration variable data type配置对应；
  • for循环条件为s1_iter < demo_U.In2，表示循环次数取决于Inport2，和模型相对应；
  • 输出的Out1在循环中不断累加，每次循环会加上Inport1的一个元素，直到循环结束。

3）打开头文件，可以看到对输入输出结构体的类型定义。
在这里插入图片描述
可以看出，In1的长度是5，In2的类型是int8，都可以和模型相对应。

4 总结

For Iterator子系统在实际工作中由很多应用场景，所以需要理解基本用法。另外，通过Stateflow也可以实现for循环。

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