MATLAB System

在模型中包含 System object

库:
Simulink / User-Defined Functions
HDL Coder / User-Defined Functions

描述

MATLAB System 模块将现有的 System object（基于 matlab.System）添加到 Simulink^® 中。它还允许您使用 System object API 为 Simulink 开发新模块。有关此模块的详细信息，请参阅使用 MATLAB System 模块和 System object 创建自定义模块。

对于解释执行，模型使用 MATLAB^® 执行引擎进行模块仿真。

对于代码生成，模型使用代码生成进行模块仿真（使用代码生成支持的 MATLAB 代码子集）。MATLAB System 模块仅支持 MATLAB 中的部分可用函数。有关完整的函数列表，请参阅 C/C++ 代码生成支持的函数和对象。这些函数包括那些常见类别的函数，例如：

数组与矩阵运算，例如 plus、minus 和 power
size 和 length 等矩阵运算
lu、inv、svd 和 chol 等高级矩阵运算
sin、cos、sinh 和 cosh 等三角函数

默认情况下，模块识别一维输入信号，并将一维输出信号作为二维信号进行传播。使用 supports1DVectorsImpl 方法使模块能够将一维输入和输出作为一维信号进行识别和传播。

从 R2025a 开始，该模块在其输入端口和输出端口支持无界可变大小信号。有关无界可变大小信号的详细信息，请参阅Unbounded Variable-Size Signals。

System object

要使用 MATLAB System 模块，您必须先创建新的 System object™，或者使用现有的 System object。有关详细信息，请参阅使用 MATLAB System object 创建模块。

示例

指定 MATLAB 系统模块系统对象的采样时间

此示例显示如何使用 System object™ 方法控制 MATLAB 系统模块的采样时间。

打开脚本

Implement Block Algorithms Using MATLAB System Object and MATLAB System Block

Use a MATLAB System block to implement an algorithm that generates Pulse Width Modulation (PWM) signal. The PWM signal algorithm is implemented using a MATLAB® System object™. The MATLAB System block integrates the system object into the Simulink® environment. In this example, you can set the duty cycle and frequency interactively to generate different PWM signals.

打开模型

端口

输入

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In — MATLAB System 模块的信号输入
标量 | 向量 | 矩阵

MATLAB System 模块接受模块特性表中所列类型的输入。有关详细信息，请参阅 Simulink 支持的数据类型。

有关此模块是否支持定点类型的详细信息，请参阅来自 MATLAB 的代码加速和代码生成 (Fixed-Point Designer)。

MATLAB System 模块支持 Simulink 帧。有关详细信息，请参阅Sample- and Frame-Based Concepts (DSP System Toolbox)。

输出

全部展开

Out — MATLAB System 模块的信号输出
标量 | 向量 | 矩阵

System object 返回的 MATLAB System 模块的信号输出。

参数

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System object 名称 — System object 的名称
元胞数组 (默认)

指定用户定义的 System object 类的完整名称，不包含文件扩展名。此输入区分大小写。类名称必须存在于 MATLAB 路径中。

可以通过以下方式之一来指定 System object：

在文本框中输入名称。
点击文本框中的列表箭头。如果当前文件夹中存在有效的 System object，其名称将出现在列表中。从此列表中选择一个 System object。
浏览到包含有效 System object 的文件夹。如果该文件夹不在您的 MATLAB 路径中，本软件将提示您添加它。

如果您需要创建 System object，可以通过点击新建，使用模板进行创建。

当您保存 System object 之后，名称显示在 System object 名称文本框中。

使用用户定义的 System object 类名的完整名称。此模块不接受您已分配给 System object 类名的 MATLAB 变量。

编程用法

模块参数：System

类型：字符向量

值:System object 的名称

默认值：' '

新建 — 从模板创建 System object
基本 (默认) | 高级 | Simulink 扩展

对 System object 模板选择下列选项之一。

基本: 启动 MATLAB 编辑器并显示一个模板，用最少的 System object 方法创建一个简单的 System object。
高级: 启动 MATLAB 编辑器并显示一个模板，用最多的 System object 方法创建一个更高级的 System object。
Simulink 扩展: 启动 MATLAB 编辑器并显示一个文件，其中包含为 Simulink 自定义模块的实用工具。此文件与您在 MATLAB 中选择新建 > System object > Simulink 扩展扩展时所看到的文件相同。

当您保存 System object 之后，可在 System object 名称文本框中输入其名称。

仿真方式 — 选择仿真模式。
代码生成 (默认) | 解释执行

选择仿真模式。

代码生成

在第一次运行模型时，仅使用代码生成支持的 MATLAB 函数对 MATLAB System 模块进行仿真和生成代码。如果模块的结构未改变，后续模型运行将不会重新生成代码。

如果仿真模式是代码生成，System object 最多接受 32 个输入。

解释执行

使用支持的所有 MATLAB 函数进行模型仿真。选择此选项可能会降低仿真性能。

依赖关系 — MATLAB System 模块的依赖关系参数
auto (默认)

当您为模块分配有效的 System object 类名后，下次打开模块对话框时，即可看到此参数。每个 MATLAB System 模块都会出现此参数。您无法将其删除。

如果模块没有选项卡，此参数将出现在对话框的底部。
如果模块有多个选项卡，此参数将出现在对话框中第一个选项卡的底部。

对整数溢出进行饱和处理 — 指定是否做溢出饱和处理。
`Off` (默认) | `On`

On: 将溢出饱和处理为数据类型能够表示的最小值或最大值。例如，一个有符号的 8 位整数的溢出可以饱和处理为 -128 或 127。
Off: 溢出将绕回到数据类型可以表示的合适值。例如，数字 130 不适合一个有符号的 8 位整数，因此绕回 -126。

提示

如果您的模型存在可能的溢出，而您希望在生成的代码中进行显式饱和保护，请考虑选中此复选框。
如果您希望优化生成的代码的效率，请考虑清除此复选框。清除此复选框还可以帮助您避免过度地指定信号超出范围时的处理方式。有关详细信息，请参阅信号范围错误故障排除。
如果选中此复选框，饱和将应用于模块中的每个内部操作，而不仅仅应用于输出或结果。
一般情况下，代码生成进程可以检测到何时不可能发生溢出。在这种情况下，代码生成器不会生成饱和代码。

依赖关系

当您在 System object 中使用 showFiSettingsImpl 方法时，将出现此复选框。

编程用法

模块参数：SaturateOnIntegerOverflow

类型：字符向量

值：'off' | 'on'

默认值：'off'

将这些继承的 Simulink 信号类型视为 fi 对象 — 指定 `fi` 数据类型
定点 (默认) | 定点和整数

选择将哪些继承的数据类型视为 fi 数据类型，

定点: 将定点数据类型视为 fi 数据类型。
定点和整数: 将定点和整数数据类型视为 fi 数据类型。

依赖关系

当您在 System object 中使用 showFiSettingsImpl 方法时，将出现此复选框。

MATLAB System fimath — 指定要使用的定点设置
`Same as MATLAB` (默认) | `Specify Other`

选择要使用哪些定点数学运算设置。

与 MATLAB 相同: 使用当前 MATLAB 定点数学运算设置。
指定其他: 启用编辑框，用于指定所需的定点数学运算设置。有关设置定点数学运算的信息，请参阅 fimath (Fixed-Point Designer)。

依赖关系

当您在 System object 中使用 showFiSettingsImpl 方法时，将出现此复选框。

模块特性

数据类型	`Boolean^a` \| `bus^b^a` \| `double^a` \| `enumerated^a` \| `fixed point^a` \| `half^a` \| `integer^a` \| `single^a` \| `string^a`
直接馈通	`否`
多维信号	`是^a`
可变大小信号	`是^c^a`
过零检测	`否`
^a 实际支持的数据类型或功能取决于模块实施。 ^b 有关详细信息，请参阅非虚拟总线和 MATLAB System 模块。 ^c 有关详细信息，请参阅 "可变大小信号"。

扩展功能

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C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

实际代码生成支持取决于模块实现。

HDL 代码生成
使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

HDL Coder™ 提供影响 HDL 实现和综合逻辑的额外配置选项。

您可以定义一个 System object 并在 MATLAB System 模块中使用它来进行 HDL 代码生成。

可调参数支持

HDL Coder 支持以下数据类型的可调参数：

数值
定点
字符
逻辑值

将可调参数用于 MATLAB System 模块时，可调参数应为 StorageClass 设置为 ExportedGlobal 的 Simulink.Parameter 对象。

x = Simulink.Parameter 
x.Value = 1 
x.CoderInfo.StorageClass = 'ExportedGlobal'

有关详细信息，请参阅Generate DUT Ports for Tunable Parameters (HDL Coder)。

HDL 架构

此模块具有一个默认 HDL 架构。

HDL 模块属性

如果使用预定义的 System object，则可用的 HDL 模块属性与对应模块的可用属性相同。

默认情况下，以下 HDL 模块属性可用。

ConstMultiplierOptimization	正则有符号数 (CSD) 或因子化 CSD 优化。默认值为无。另请参阅ConstMultiplierOptimization (HDL Coder)。
ConstrainedOutputPipeline	通过移动设计中现有延迟的方式来放置在输出端的寄存器的数量。分布式流水线不会重新分发这些寄存器。默认值为 `0`。有关详细信息，请参阅ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder)。
DistributedPipelining	流水线寄存器分配或寄存器重定时。默认值为 inherit。另请参阅DistributedPipelining (HDL Coder)。
InputPipeline	要在生成的代码中插入的输入流水线阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值为 `0`。有关详细信息，请参阅InputPipeline (HDL Coder)。
LoopOptimization	展开、流化或不优化循环。默认值为 none。另请参阅LoopOptimization (HDL Coder)。
MapPersistentVarsToRAM	将持久数组映射到 RAM。默认值为 off。另请参阅MapPersistentVarsToRAM (HDL Coder)。
OutputPipeline	要在生成的代码中插入的输出流水线阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值为 `0`。有关详细信息，请参阅OutputPipeline (HDL Coder)。
ResetType	隐藏重置逻辑生成。默认值为默认，它生成重置逻辑。另请参阅ResetType (HDL Coder)。
SharingFactor	要映射到单个共享资源的功能等效的资源的数量。默认值为 0。另请参阅Resource Sharing (HDL Coder)。
VariablesToPipeline	警告不推荐使用 `VariablesToPipeline`。请改用 `coder.hdl.pipeline` (HDL Coder)。在一个或多个指定的 MATLAB 变量的输出端插入流水线寄存器。将变量列表指定为字符向量，变量之间用空格分隔。

限制

DUT 子系统必须为单速率。
输入不能包含非离散（常量或 Inf）采样时间。
要查找在 MATLAB System 模块中使用时支持 HDL 代码生成的预定义 System objects，请参阅Predefined System Objects Supported for HDL Code Generation (HDL Coder)。
如果您使用用户定义的 System object，则该 System object 必须支持 HDL 代码生成。有关用户定义的 System objects 和 HDL 代码生成要求的信息，请参阅 HDL Code Generation for System Objects (HDL Coder)。

另请参阅Generate Code for User-Defined System Objects (HDL Coder)和HDL Code Generation for System Objects (HDL Coder)。

定点转换
使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。

实际数据类型支持取决于模块实现。

版本历史记录

在 R2013b 中推出

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R2025a: MATLAB System 模块支持无界可变大小信号

现在，MATLAB System 模块在模块输入端口和输出端口支持无界可变大小信号。这使您能够使用在模型编译期间其维度未知的可变大小信号。有关无界可变大小信号的详细信息，请参阅Unbounded Variable-Size Signals。

R2024a: 报告 MATLAB System 模块在快速加速模式下的运行时错误

通过将启用内存完整性检查配置参数设置为始终打开，报告在快速加速模式下进行仿真时 MATLAB System 模块的运行时错误。

另请参阅

MATLAB Function

MATLAB System

描述

System object

示例

指定 MATLAB 系统模块系统对象的采样时间

Implement Block Algorithms Using MATLAB System Object and MATLAB System Block

端口

输入

In — MATLAB System 模块的信号输入 标量 | 向量 | 矩阵

输出

Out — MATLAB System 模块的信号输出 标量 | 向量 | 矩阵

参数

System object 名称 — System object 的名称 元胞数组 (默认)

编程用法

新建 — 从模板创建 System object 基本 (默认) | 高级 | Simulink 扩展

仿真方式 — 选择仿真模式。 代码生成 (默认) | 解释执行

依赖关系 — MATLAB System 模块的依赖关系参数 auto (默认)

对整数溢出进行饱和处理 — 指定是否做溢出饱和处理。 Off (默认) | On

提示

依赖关系

编程用法

将这些继承的 Simulink 信号类型视为 fi 对象 — 指定 fi 数据类型 定点 (默认) | 定点和整数

依赖关系

MATLAB System fimath — 指定要使用的定点设置 Same as MATLAB (默认) | Specify Other

依赖关系

模块特性

扩展功能

C/C++ 代码生成 使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成 使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

定点转换 使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。

版本历史记录

R2025a: MATLAB System 模块支持无界可变大小信号

R2024a: 报告 MATLAB System 模块在快速加速模式下的运行时错误

另请参阅

主题

In — MATLAB System 模块的信号输入
标量 | 向量 | 矩阵

Out — MATLAB System 模块的信号输出
标量 | 向量 | 矩阵

System object 名称 — System object 的名称
元胞数组 (默认)

新建 — 从模板创建 System object
基本 (默认) | 高级 | Simulink 扩展

仿真方式 — 选择仿真模式。
代码生成 (默认) | 解释执行

依赖关系 — MATLAB System 模块的依赖关系参数
auto (默认)

对整数溢出进行饱和处理 — 指定是否做溢出饱和处理。
`Off` (默认) | `On`

将这些继承的 Simulink 信号类型视为 fi 对象 — 指定 `fi` 数据类型
定点 (默认) | 定点和整数

MATLAB System fimath — 指定要使用的定点设置
`Same as MATLAB` (默认) | `Specify Other`

C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成
使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

定点转换
使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。