MATLAB Coder从入门到放弃

一、MATLAB Coder入门

1 MATLAB Coder是什么

从 MATLAB 代码生成 C 和 C++ 代码

MATLAB® Coder™ 可从 MATLAB 代码生成适用于各种硬件平台（从桌面计算机系统到嵌入式硬件）的 C 和 C++ 代码。它支持大多数 MATLAB 语言和广泛的工具箱。您可以将生成的代码作为源代码、静态库或动态库集成到您的工程中。生成的代码是可读且可移植的。您可以将它与现有 C 和 C++ 代码及库的关键部分结合使用。您还可以将生成的代码打包为 MEX 函数以在 MATLAB 中使用。

与 Embedded Coder® 结合使用时，MATLAB Coder 可提供代码自定义、特定于目标的优化、代码可追溯性以及软件在环 (SIL) 和处理器在环 (PIL) 验证。

要将 MATLAB 程序部署为独立应用程序，请使用 MATLAB Compiler™。要生成与其他编程语言集成的软件组件，请使用 MATLAB Compiler SDK™。

2 配置准备

设置 C 或 C++ 编译器

MATLAB® Coder™ 将自动查找并使用支持的已安装编译器。有关受支持编译器的当前列表，请参阅 MathWorks® 网站上的支持和兼容的编译器。

可以使用 mex -setup 更改默认编译器。请参阅更改默认编译器。如果您生成 C++ 代码，请参阅选择 C++ 编译器。

参考链接：更改默认编译器 - MATLAB & Simulink - MathWorks 中国

Windows系统下在 MATLAB 命令提示符下键入：mex -setup

3 生成代码的三种方式

• 使用 MATLAB Coder App 生成 C 代码

  使用 MATLAB Coder App 从 MATLAB 代码生成 C/C++ 代码。

• 通过命令行生成 C 代码

  使用 codegen 命令从 MATLAB 代码生成 C/C++ 代码。

• 通过生成 MEX 函数加快 MATLAB 算法的执行速度

  通过使用 codegen 命令从 MATLAB 函数生成 MEX 函数。

3.1 使用 MATLAB Coder App 生成 C 代码

例子中euclidean的例子非常具有代表性：

• 多输入多输出
• 有数据文件mat
• 有读取文件

其中的注意点：

• 代码生成器筛查
  在函数声明后面添加 %#codegen 指令：
  function [y,idx,distance] = euclidean(x,cb) %#codegen

  %#codegen指令提示代码分析器识别特定于代码生成的警告和错误。

  代码分析器消息指示标记变为红色，表示它检测到代码生成问题。

  等代码分析器消息指示标记再次变为绿色，表示它没有再检测到任何代码生成问题。

• 该 App 将使用默认名称 euclidean.prj在当前文件夹中创建一个工程。

• C/C++ 代码生成支持的某些 MATLAB 内置函数和工具箱函数、类以及 System object 有特定的代码生成限制。这些限制和相关使用说明列在其对应参考页的扩展功能部分。有关详细信息，请参阅 C/C++ 代码生成支持的函数和对象

• 要查看行执行计数，请点击 View MATLAB line execution counts。

• 检验：
  在从您的 MATLAB 代码生成独立的 C/C++ 代码之前，请生成 MEX 函数。运行生成的 MEX 函数，并确保它具有与您的 MATLAB 函数相同的运行时行为。如果生成的 MEX 函数的执行结果不同于 MATLAB 的结果，或者出错，您必须先修复这些问题，然后生成独立的代码。否则，您生成的独立代码可能不可靠并且具有未定义的行为。

• 代码比较

  

• 如果您想为可变大小输入生成 C 代码

  

3.2 通过命令行生成 C 代码

过程要点：

• 使用 codegen 命令生成 MEX 函数：codegen sobel

  在生成 C 代码之前，应首先在 MATLAB 中测试 MEX 函数，以确保它在功能上等同于原始 MATLAB 代码，并且不会出现任何运行时错误。默认情况下，codegen 在当前文件夹中生成名为 sobel_mex 的 MEX 函数。这允许您测试 MATLAB 代码和 MEX 函数，并将结果进行比较。

• 生成独立 C 代码：codegen -config coder.config('lib') sobel

  将 codegen 与 -config coder.config(‘lib’) 选项结合使用生成独立 C 库。默认情况下，为库生成的代码位于文件夹 codegen/lib/sobel/ 中。

3.3 通过生成 MEX 函数加快 MATLAB 算法的执行速度

4 一些注意点

4.1 代码生成工作流

4.2 代码生成的输入类型设定

介绍了3种典型数据类型的设定方式。

4.3 生成代码和 MATLAB 代码的形式差异

5 官方Examples

平均值滤波器 - MATLAB & Simulink - MathWorks 中国

生成 C 代码：codegen -config coder.config('lib') averaging_filter -args {x}

二、进阶注意事项

1 用于代码生成的 MATLAB 编程

MATLAB Coder™ 支持大多数 MATLAB 语言以及您在 MATLAB 算法中使用的许多工具箱函数和 System object。要生成 C/C++ 代码，请遵循代码生成的编程要求和最佳做法。

主要有以下几点组成：

• ~~有关代码生成的编程注意事项
  有关代码生成的 MATLAB 编程注意事项；生成的代码的行为~~
• ~~语言、函数和对象支持
  支持 C 和 C++ 代码生成的 MATLAB 语言功能、函数、类和 System object~~
• 数据定义
  针对代码生成的数据定义方式与 MATLAB 有何不同
• 函数定义
  为代码生成定义和调用函数

主要留意函数定义部分的3个函数：[coder.ignoreConst](https://ww2.mathworks.cn/help/releases/R2020b/coder/ref/coder.ignoreconst.html) [coder.ignoreSize](https://ww2.mathworks.cn/help/releases/R2020b/coder/ref/coder.ignoresize.html) [coder.extrinsic](https://ww2.mathworks.cn/help/releases/R2020b/coder/ref/coder.extrinsic.html)

2 代码生成

C/C++ 代码生成是 MATLAB® Coder™ 的核心功能。您可以使用 coder 函数打开 App 以生成代码，也可以使用 codegen 函数从命令行生成代码。

2.1 重点函数列表

• **coder.target **

例子如下：

function y = callmyabsval(y)  
%#codegen
% Check the target. Do not use coder.ceval if callmyabsval is
% executing in MATLAB
if coder.target('MATLAB')    %这里指的是直接调用此函数
  % Executing in MATLAB, call function myabsval
  y = myabsval(y);
else %并非在matlab中调用此函数
  % add the required include statements to generated function code
  coder.updateBuildInfo('addIncludePaths','$(START_DIR)\codegen\lib\myabsval');
  coder.cinclude('myabsval_initialize.h');
  coder.cinclude('myabsval.h');
  coder.cinclude('myabsval_terminate.h');

  % Executing in the generated code. 
  % Call the initialize function before calling the 
  % C function for the first time
  coder.ceval('myabsval_initialize');

  % Call the generated C library function myabsval
  y = coder.ceval('myabsval',y);
  
  % Call the terminate function after
  % calling the C function for the last time
  coder.ceval('myabsval_terminate');
end

在这个案例中着重一并介绍了使用 coder.ceval调用生成的 C 库函数，以及一些外部代码集成的应用比如[coder.cinclude](https://ww2.mathworks.cn/help/releases/R2020b/coder/ref/coder.cinclude.html)