MEX S-Function 封装程序

使用 S-Function 封装程序创建 S-Function 的优点在于，只需对您的原始 C/C++ 函数进行很少改动或根本不需要改动，即可将 C/C++ 代码算法插入到 Simulink 模型和生成的代码中。MEX S-Function 封装程序是一个 S-Function，它调用位于另一个模块中的代码。

注意

MEX S-Function 封装程序只能在创建该封装程序的 MATLAB® 版本中使用。

假设您有一个名为 my_alg 的算法(即一个 C 函数)，该算法位于 my_alg.c 文件中。您可以通过创建 MEX S-Function 封装程序(例如 wrapsfcn.c)，将 my_alg 集成到 Simulink 模型中。然后 Simulink 模型即可从 S-Function 模块中调用 my_alg。Simulink S-Function 包含一组空函数，供 Simulink 引擎用来实现各种与 API 有关的目的。例如，虽然只有 mdlOutputs 调用 my_alg，但引擎还会调用 mdlTerminate，即使此 S-Function 例程并不执行任何操作。

您可以通过创建 TLC S-Function 封装程序(例如 wrapsfcn.tlc)，在生成的代码中嵌入对 my_alg 的调用。您可以消除空函数调用。您可以避免执行 mdlOutputs 函数的开销，然后可以消除 my_alg 函数。

当您创建程序性的算法或将原有代码集成到 Simulink 模型中时，S-function 封装程序很有用。如果要创建以下代码：

本质上是解释性代码(即按操作模式高度参数化)

高度优化的代码(即不需要通过额外的测试来决定代码的运行模式)

则必须为您的 S-Function 创建一个完全内联的 TLC 文件。

下图显示了 S-Function 封装程序的概念。

使用 S-Function 封装程序将算法导入 Simulink 模型是指：将 S-Function 用作一个接口来从 mdlOutputs 中调用您的 C/C++ 算法。您可以将大型、独立 C/C++ 程序快速集成到模型中，而无需更改代码。

此示例模型包含一个 S-Function 封装程序。

wrapsfcn 模块有两个关联文件：S-Function 封装程序和包含算法的 C/C++ 代码。前三个语句：

定义 S-Function 的名称(您在 Simulink S-Function 模块对话框中输入的内容)。

指定 S-Function 使用 2 级格式。

提供对 SimStruct 数据结构体的访问。SimStruct 结构体包含仿真和代码生成期间所用数据的指针，并定义在 SimStruct 中存储和检索数据的宏。

#define S_FUNCTION_NAME wrapsfcn

#define S_FUNCTION_LEVEL 2

#include "simstruc.h"

extern real_T my_alg(real_T u); /* Declare my_alg as extern */

/*

* mdlInitializeSizes - initialize the sizes array

*/

static void mdlInitializeSizes(SimStruct *S)

{

ssSetNumSFcnParams( S, 0); /*number of input arguments*/

if (!ssSetNumInputPorts(S, 1)) return;

ssSetInputPortWidth(S, 0, 1);

ssSetInputPortDirectFeedThrough(S, 0, 1);

if (!ssSetNumOutputPorts(S,1)) return;

ssSetOutputPortWidth(S, 0, 1);

ssSetNumSampleTimes( S, 1);

}

/*

* mdlInitializeSampleTimes - indicate that this S-function runs

* at the rate of the source (driving block)

*/

static void mdlInitializeSampleTimes(SimStruct *S)

{

ssSetSampleTime(S, 0, INHERITED_SAMPLE_TIME);

ssSetOffsetTime(S, 0, 0.0);

}

/*

* mdlOutputs - compute the outputs by calling my_alg, which

* resides in another module, my_alg.c

*/

static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid)

{

InputRealPtrsType uPtrs = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0);

real_T *y = ssGetOutputPortRealSignal(S,0);

*y = my_alg(*uPtrs[0]); /* Call my_alg in mdlOutputs */

}

/*

* mdlTerminate - called when the simulation is terminated.

*/

static void mdlTerminate(SimStruct *S)

{

}

#ifdef MATLAB_MEX_FILE /* Is this file being compiled as a MEX-file? */

#include "simulink.c" /* MEX-file interface mechanism */

#else

#include "cg_sfun.h" /* Code generation registration function */

#endif

S-Function 例程 mdlOutputs 包含对 my_alg 的函数调用，后者是包含 S-Function 执行的算法的 C 函数。对于 my_alg.c，代码为：

#ifdef MATLAB_MEX_FILE

#include "tmwtypes.h"

#else

#include "rtwtypes.h"

#endif

real_T my_alg(real_T u)

{

return(u * 2.0);

}

封装程序 S-Function wrapsfcn 调用 my_alg 来计算 u * 2.0。要编译 wrapsfcn.mex，请使用以下命令：

mex wrapsfcn.c my_alg.c