调用可重用的独立于硬件的外部代码进行仿真和代码生成

代码重用可带来业务和技术上的优势。从业务角度来看，代码重用可节省时间和资源。从技术角度来看，代码重用可提高一致性，减少内存要求。其他考虑因素包括：

模块化应用程序
重用优化的算法
与预定义数据集集成
开发应用程序变体

以下各项为独立于硬件且可重用的算法代码，可考虑导入 Simulink^® 环境中以进行仿真和代码生成：

工具函数
查找表
数字滤波器
专用积分器
比例积分导数 (PID) 控制模块

工作流

要调用可重用的外部算法代码进行仿真和代码生成，请依次执行下表中列出的任务。

任务	操作	更多信息
1	检查您对外部代码特性和集成要求的评估。	Choose an External Code Integration Workflow
2	选择一种集成方法以将外部代码添加到 Simulink 模型中。	选择集成方法
3	通过仿真模型验证算法行为和性能。	仿真
4	为代码生成定义模型数据的表示。	代码接口配置和 Exchange Data Between External C/C++ Code and Simulink Model or Generated Code (Embedded Coder)
5	配置模型以进行代码生成。	Generate Code That Matches Appearance of External Code (Embedded Coder)
6	生成代码和代码生成报告。	代码生成
7	检查生成的代码接口和静态代码度量。	Analyze Generated Data Code Interface Report
8	从模型中编译可执行程序。	在 Simulink 环境中编译集成的代码
9	验证可执行程序的行为是否符合预期。	验证和测试

选择集成方法

有几种方法可用于将可重用的独立于硬件的算法代码集成到 Simulink 环境中。一些方法直接集成外部代码。其他方法将外部代码转换为 Simulink 或 Stateflow^® 建模元素。您选择的集成方法取决于：

外部代码的编程语言 - MATLAB^®、C、C++ 或 Fortran
您的编程语言经验和偏好
性能要求
算法用于建立连续时间动态模型，还是将算法集成到使用离散和连续时间的应用程序中
是否希望利用基于模型的设计
所需的对代码生成器生成的代码的控制程度

要为可重用算法选择一种集成方法，请参阅与您的外部代码的编程语言相关的小节。

外部 MATLAB 代码的集成方法

有多种方法可以将外部 MATLAB 代码集成到 Simulink 环境中。使用下表为您的应用选择最佳集成方法。

条件或要求	操作	更多信息
外部代码支持 MATLAB 代码生成子集您要从 Simulink 模型中调用 MATLAB 代码	将 MATLAB Function 模块添加到模型中。将 MATLAB 代码嵌入模块中。	使用 MATLAB Function 模块集成 C 代码 MATLAB Function
外部代码支持 MATLAB 代码生成子集您要从 Simulink 模型中调用 MATLAB 代码您的外部代码包括处理大数据流的迭代计算	向模型中添加 MATLAB System 模块。将 MATLAB 代码作为 System object™ 嵌入到模块中。	使用 MATLAB Function 模块集成 C 代码 MATLAB System
外部代码支持 MATLAB 代码生成子集您要从 Simulink 模型中调用 MATLAB 代码您的外部代码包括基于状态机和流程图的设计逻辑	向模型中添加 Stateflow 图。使用 MATLAB 作为动作语言，从图中调用外部代码。	图编程基础知识 (Stateflow) Integrate External Code with Stateflow Charts
您要使用 `parfor` 函数进行并行计算。	将 MATLAB Function 模块添加到模型中。将 MATLAB 代码嵌入模块中。	使用 MATLAB Function 模块集成 C 代码 MATLAB Function
您拥有 C 或 C++ 编程经验，外部 MATLAB 代码非常简洁且主要使用 C 或 C++ 构造。	手动将 MATLAB 代码转换为 C 或 C++ 代码。为 C 或 C++ 代码选择一种集成方法。	外部 C 或 C++ 代码的集成方法
外部 MATLAB 代码的有些部分可对应到内置模块。	使用适用的内置模块在模型中开发算法。	交互式模型编辑和工程管理使用支持代码生成的产品和模块
外部算法对连续状态动态进行建模。	为算法编写 MATLAB S-Function 和 TLC 文件。将 S-Function 添加到您的模型中。	使用 MATLAB S-Function 创建模块自定义模块的代码生成目标语言编译器目标语言编译器 (Embedded Coder)

要将外部 MATLAB 代码嵌入 MATLAB Function 或 MATLAB System 模块中或使用 MATLAB Coder™ 从 MATLAB 代码中生成 C 或 C++ 代码，MATLAB 代码必须使用 C/C++ 代码生成支持的函数和类。有关详细信息，请参阅C/C++ 代码生成支持的函数和对象。

外部 C 或 C++ 代码的集成方法

有多种方法可以将外部 C 或 C++ 代码集成到 Simulink 环境中。下表帮助您选择最适合您的应用的集成方法。

条件或要求	操作	更多信息
您要将外部 C 代码与生成的 C++ 代码集成在一起，或者反之	通过修改外部代码的语言以与生成代码的语言选择一致。	修改外部代码的编程语言以匹配生成的代码
要从您的模型中调用简单的外部 C 函数。您的函数代码不需要状态。您不想自定义代码的集成。您要轻松地与 Simulink Coverage™、Simulink Test™ 和 Simulink Design Verifier™ 集成。	使用 Simulink C Caller 模块。	使用 C Caller 模块集成 C 代码
您要从一个 Simulink 模块调用多个外部 C 或 C++ 函数，或有条件地调用函数。您要在调用外部函数之前和之后包含代码来预处理和后处理数据。您要为仿真和代码生成指定不同代码。	使用 C Function 模块	Integrate External C/C++ Code into Simulink Using C Function Blocks
您的外部 C/C++ 算法对具有离散状态的简单动态系统进行建模。您要调用外部代码来输出、启动、初始化条件和终止代码。编程经验有限。您希望能够以基本的灵活性轻松控制代码生成器为快速原型生成的代码。	使用 C Function 模块。	Integrate External C/C++ Code into Simulink Using C Function Blocks Start and Terminate Actions Within a C Function Block
您的外部 C/C++ 算法对具有离散状态的简单动态系统进行建模。您要调用外部代码来启用、禁用和更新状态代码。编程经验有限。您希望能够以基本的灵活性轻松控制代码生成器为快速原型生成的代码。	使用 S-Function Builder 生成 S-Function 和 TLC 文件。如有必要，手动细化生成的代码以满足应用程序要求。（如果您更改了生成的代码，则在您重新生成 S-Function 和 TLC 文件时，您将丢失这些更改。）	Build S-Functions Automatically Using S-Function Builder
您的外部 C/C++ 算法对具有连续状态的简单动态系统进行建模。您不希望手动编写 TLC 文件。编程经验有限。您希望能够以基本的灵活性轻松控制代码生成器为快速原型生成的代码。	使用 S-Function Builder 生成 S-Function 和 TLC 文件。如有必要，手动细化生成的代码以满足应用程序要求。（如果您更改了生成的代码，则在您重新生成 S-Function 和 TLC 文件时，您将丢失这些更改。）	Build S-Functions Automatically Using S-Function Builder
您的外部 C/C++ 算法对具有连续状态的动态系统进行建模。您有 C/C++ 编程经验。您希望控制代码生成器为快速原型生成的代码。	手动编写 S-Function 和 TLC 文件。	C/C++ S-Function 基础知识 S-Function 和代码生成 C S-Function 示例和 C++ S-Function 示例
应用程序需要的入口函数多于代码生成器通常生成的入口函数，例如，需要的入口函数不仅仅是 `model_step`、`model_initialize` 和 `model_terminate` 入口函数。您需要最大的灵活性来控制代码生成器生成的代码。	手动编写 S-Function 和 TLC 文件。	C/C++ S-Function 基础知识 S-Function 和代码生成 C S-Function 示例和 C++ S-Function 示例
您的 C/C++ 算法包括基于状态机和流程图的设计逻辑。或者，要集成的函数必须使用全局变量与模型交换数据。该函数定义全局变量，并使用它们来写函数的输出，而不是返回值或将输出写至参量。	向模型中添加 Stateflow 图。使用 C 语言作为动作语言从图中调用外部代码。在图中，编写调用外部函数并读写全局变量的代码。要使用外部代码的输出来执行计算，模型必须在执行期间从全局变量中读取数据。	Integrate External Code with Stateflow Charts
您要在 Stateflow 图中包含外部 C/C++ 代码，用于仿真和代码生成。	配置包含图的模型以应用外部 C 或 C++ 代码。	自定义代码 (Stateflow) 在 C 语言状态图中调用 C 库函数 (Stateflow) Integrate External Code with Stateflow Charts
您希望快速地在模型中嵌入对外部 C/C++ 代码的调用。性能不是问题。	从 MATLAB Function 模块中调用具有 `coder.ceval` 函数的 C/C++ 代码。	`coder.ceval` 函数使用 MATLAB Function 模块集成 C 代码 MATLAB Function 模块

修改外部代码的编程语言以匹配生成的代码

要将外部 C 代码与生成的 C++ 代码集成（或者反之），请修改外部代码的语言以与生成代码的编程语言一致。要使外部代码的编程语言与生成的代码一致，请使用下面解释的适当方法：

重写外部代码以匹配生成代码的编程语言。
如果您正在生成 C++ 代码并且外部代码是 C 代码，则为每个 C 函数创建一个为该函数建立原型的头文件。使用以下格式：
```
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
int my_c_function_wrapper();
#ifdef __cplusplus
}
#endif
```
原型充当函数包装器。如果您的编译器支持 C++ 代码，则会定义值 __cplusplus。链接设定 extern "C" 指定不带名称修饰的 C 链接。
如果您正在生成 C 代码并且外部代码是 C++ 代码，请在每个 .cpp 文件中包含 extern "C" 链接设定。例如，以下示例展示文件 my_func.cpp 中的 C++ 代码：
```
extern "C" {

int my_cpp_function()
{
  ...
}
}
```

外部 Fortran 代码的集成方法

要集成外部 Fortran 代码，请执行下列步骤：

编写一个 S-Function 和对应的 TLC 文件。
将 S-Function 添加到您的模型中。
如有必要，在 Simulink 环境中添加支持文件和控制模型代码生成与编译。

有关详细信息，请参阅将 Fortran 代码集成到 Simulink 中。