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代码生成 | 概述从模型到代码到集成
基于模型的设计 (MBD) 是未来嵌入式控制开发的主流方法，Simulink 也成为主流算法开发工具。部分从 C 转 Simulink 的资深工程师以及刚毕业的新晋工程师，对 Simulink 这个工具不是很熟悉，尤其是自动代码生成功能。在进行 Simulink 模型代码自动生成的时候，也会习惯性的去想生成的代码如何匹配脑子里所想的 C 代码。后续，我会用一个个的小例子来介绍如何让 Simulink 生成所希望的代码。在这里并不打算介绍系统代码生成应该怎么做，不过其实这些内容也会在接下来的小例子中一点一点的体现出来。那么，Let's Go。
Simulink 模型自动生成代码？
在我们的 “大” 项目中，需要实现很多算法，其中比如滤波器算法 myfilter。
现在可以不手写 C 了，而是搭建 Simulink 框图来实现这个滤波器。对那些算法比 C 语法熟悉的人来说，这是个福音。使用 Simulink / Stateflow 来实现算法，结构比较直观，测试也更方便。这里重点不在介绍 Simulink，所以此处省略 Simulink 优势一万字。
建模
总之，使用 Simulink 实现了该滤波器的算法，如下：它有一个输入 u，一个输出 y。
Simulink 模型的测试验证非常重要，然而这里不讨论。总之，算法没问题之后，
通过代码生成工具 Embedded Coder 把上述的框图翻译成 C 代码，跟手写的一样.c.h。如下图，myfilterModel.c 以及 myfilterModel.h 就是生成的主文件。另外，还可以控制函数原型、数据定义、文件结构、甚至注释......
总之，生成代码后，
把自动生成的算法文件 myfilterModel.c 以及 myfilterModel.h 引用到工程下。这里其实还有一个 rtwtypes.h 也需要引入进来，它里面有一些typedef 的定义。到此为止，已经完全脱离 Simulink 环境了。生成的函数 myfilter 就可以正常调用了，如自己手写 C 代码一样。
由各种编译器，把整个工程编译成不同的可执行文件，最后运行在不同的环境。比如这里就是通过 VS 编译成 exe。很简单吧。
所以，对于代码生成的任务来说，
重点在如何生成自己想要的 C 代码【但实际上到后期，
你会发现这里重要的是模型架构、
数据管理】
经常有人会问，Coder 支持哪些板子。看下面这张嵌入式软件的伪代码的简单示意图。Simulink 算法模型通过 Coder 生成的是蓝色部分，标准 C；跟硬件打交道的底层驱动黑色部分，是手写代码。既然叫 Coder，所以本质上，它的本职工作就是完成将 Simulink 模型“翻译”为 C 代码这个步骤，就结束了。
至于 C 要通过什么编译器跑到什么硬件上，跟 Coder 没多大关系。看你用的什么编译器。如果非要有什么关系的话，那就是不同的目标硬件数据位数有点不同。
那么，为什么会有人问这个问题呢？
Coder 除了把模型翻译成代码的本职工作以外，还额外张罗了一些 Build 的任务，把 C 代码变成可执行文件。为什么说张罗，而不说完成呢，因为Coder 本身并没有编译的功能，它会后台调用你安装的第三方编译器来实现 ，看下图。默认下【Generate code only】不勾选，此时 Coder 会使用内置的 main 模板文件生成一个 main 文件，调用 VC 然后编译。这就是为什么每次生成代码，在当前目录下就会 “莫名其妙” 的生成一个 exe 程序。如果你不喜欢，那也可以 勾选【 Generate code only】。
如果你的编译器上面没列出来，自己也可以做些工作把它集成进来。比如需要构造个 Template makefile，描述怎么编译链接变成可执行文件。
好像还是没解释所谓硬件支持的问题？
在很久很久以前，代码生成工具为一些板卡提供了 I/O 驱动模块库，TIC2000/ 5000/ 6000，等等。然后，驱动模块可以做什么？看下面这张图，Simulink 模型两端的 In/Out 换成图中的硬件驱动模块。
（当时写这篇帖子的时候，TI 板卡的驱动库我没装，暂时拿 Arduino 的库示意一下，下图是 TI200 的驱动库模块示意图。）
那么，中间用 Simulink/Stateflow 搭好算法，两头的输入输出端口替换为这些硬件驱动模块，后台又做好了编译工具链的支持，就可以实现传说中的支持某款硬件：一键下载到硬件上运行了。如果使用这种方式来开发产品，这样看上去感觉真的很美好...但是，目测，要做的额外的工作也不少。所有的要用到的驱动都需要包裹成 Simulink Block 的形式、模型端口替换为底层驱动模块之后不能直接仿真测试、要自动生成所需要的 main 文件，自动调用后台编译器等等。做产品开发，使用哪种 “集成” 方式，仁者见仁。现在就 Coder 工具来说，这部分 “对硬件的支持”从Coder 里剥离了，变成了免费的 Hardware Support package 下载。
另一个经常会问的问题
虽然 Coder 习惯叫代码生成工具，但它实际上是个代码翻译工具，把 Simulink 模型翻译成 C 代码。其实就跟金山词霸，谷歌翻译一样，基于你写的中文翻译成英文。“今日天朗气清，看似极好的日子，私心想若能约上三五好友，结伴出游，陶冶性情，便是再好不过了。”再厉害的谷歌翻译，也翻译不出这句人话：“今天不想上班。”所以对于 Coder 来说，也是一样，它的目标是 C 代码如实的反映出你搭建的 Simulink 模型结构所表达的信息。在考虑自动生成 C 代码的效率如何时，所以：
更重要的是 Simulink 模型搭建的效率如何。
下图是自动生成代码相关的工具箱。
Simulink Coder 生成的 C 代码主要用于加速桌面仿真、快速原型、以及HIL测试(被控对象模型也要生成 C 代码)。Embedded Coder 提供了更多的自定义的途径，生成高效率的嵌入式 C 代码。
但其实，对于我们用户来说，这些 Coder 都是 “看不见” 的，没有所谓打开 Embedded Coder 工具箱的说法。我们只需要关心选择哪一个系统目标文件 (System tareget file) 罢了，下图。
为什么这些后缀名是 .tlc呢？“无责任瞎猜一句”，因为 Coder 里面干翻译这个活的叫TargetLanguageCompiler。红框外的 .tlc 只是针对各自不同的目标稍作了些修改，完成一些额外的事。比如 ert_shrlib.tlc ，多做了一个工作，把生成的 .c.h变成.这一个小节说人话就是：
选择 ert.tlc
如果对于一些小算法你有什么高效率的实现，也可以通过
【Code replacement library】
【Code replacement library】添加进来。
比如说查表、针对某个特殊器件的四则运算。
到时候 Coder 就会把相关的计算过程替换为你的实现方式
当然，一些通用的提高代码效率的方法，还是可以试试。
Code generation objective
让 Coder 基于它的 “经验”，给你一些通用的建议：
所以，对于代码生成的任务来说，除了选择 ert.tlc 点个按钮之外，还需要再考虑数据管理、代码结构、文件结构......
说人话，就是：
如何生成自己想要的 C 代码
本文转载自：微信公众号熊猫硬件(ID：xiongmaoyingjian)