怎样使用Matlab+Simulink去开发一种Cortex-M嵌入式处理器应用程序呢

　　1 总述Matlab为嵌入式处理器应用程序的开发提供了强大的功能，包括Embedded Coder代码生成、Simulink模型转换，Processor-In-the-Loop（PIL）处理器闭环开发等。同时提供了硬件支持包Embedded Coder Support Package for ARM Cortex-M Processors以及DSP System Toolbox Support Package for ARM Cortex-M Processors，并根据流行的开发板提供了对STM32-Discovery、FRDM-K64F以及QEMU模拟器等的硬件支持包。
　　本文主要通过Matlab相应的支持包提供的范例，学习基于Matlab+Simulink开发Cortex-M系列嵌入式处理器的应用程序的开发流程，记录学习笔记
　　2 ARM Cortex-M处理器的Ecoder支持包学习Embedded Coder Support Package for ARM Cortex-M Processors提供了多个范例来演示学习如何使用Matlab+Simulink来开发ARM Cortex-M嵌入式处理器的应用程序。
　　2.1 ARM Cortex-M处理器的Ecoder支持包范例学习2.1.1 arm_cortex_m_gettingstarted范例学习 该范例建立一个最简单的Simulink模型，然后完成针对ARM Cortex-M处理器开发的设置，生成代码，最后运行在QEMU模拟器中。
　　使用Simulink打开arm_cortex_m_gettingstarted范例，设置后编译并运行。
　　模型生成的代码如下：
　　/* Model step function */
　　void arm_cortex_m_gettingstarted_step（void）
　　{
　　/* Outport： ‘/Out1’ incorporates：
　　* Constant： ‘/Constant’
　　* Gain： ‘/Gain’
　　*/
　　arm_cortex_m_gettingstarted_Y.Out1 = arm_cortex_m_gettingstarted_P.Gain_Gain *
　　arm_cortex_m_gettingstarted_P.Constant_Value;
　　}
　　/* Model initialize function */
　　void arm_cortex_m_gettingstarted_initialize（void）
　　{
　　/* Registration code */
　　/* initialize error status */
　　rtmSetErrorStatus（arm_cortex_m_gettingstarted_M， （NULL））;
　　/* external outputs */
　　arm_cortex_m_gettingstarted_Y.Out1 = 0.0;
　　}
　　/* Model terminate function */
　　void arm_cortex_m_gettingstarted_terminate（void）
　　{
　　/* （no terminate code required） */
　　}
　　停止使用QEMU仿真运行Matlab模型命令为：codertarget.arm_cortex_m.stopQemu
　　2.1.2 arm_cortex_m_pil_block范例学习 arm_cortex_m_pil_block范例模型演示了如何使用PIL，即通过PC软件仿真和硬件处理器仿真进行两者的闭环控制，可以直接对比PC仿真与硬件处理器仿真的差别。
　　该范例首先需要编译PIL子系统，并将编译后的生成的PIL模块复制到原模型中然后进行PIL仿真。
　　从图中可以看出PC仿真和PIL仿真的数值误差为0，说明了PIL仿真的正确性。
　　2.1.3 arm_cortex_m_model_pil_block范例学习 arm_cortex_m_model_pil_block范例使用单个模块的子系统设置为PIL方式并分别运行仿真的方式，无需额外生成PIL模块并复制。
　　2.1.4 arm_cortex_m_top_model_pil范例学习 arm_cortex_m_top_model_pil范例演示了在顶层模型中设置PIL仿真模式的方式。该仿真方式将整个模型生成一个wrapper封装并编译运行。
　　2.2 ECoder的ARM Cortex-M处理器Simulink模型库在Simulink的模型库中，选中EmBedded Coder Support Package for ARM Cortex-M Processors可以查看ecoder的ARM Cortex-M处理器模型库，包含一个即Hardware Interrupt的模型模块，在Simulink中插入该模块，则可以实现ARM Cortex-M处理器的各种中断中执行后续的代码。
　　其设置界面如下：
　　2.2.1 TODO： Hardware Interrupt的模型模块的使用。
　　2.3 开发一个目标处理器/目标开发板TODO：
　　3 ARM Cortex-M处理器的DSP System Toolbox支持包学习DSP System Toolbox Support Package for ARM Cortex-M Processors主要是采用CMSIS里面的DSPLib中的DSP函数对Matlab默认生成的DSP函数进行替换，可以充分利用ARM Cortex-M处理器内建的DSP硬件对运算进行加速，挺高效率和性能。
　　3.1 范例学习3.1.1 ex_fircmsis_tut范例学习 ex_fircmsis_tut范例采用FIR滤波器对生成的数据和人为叠加的噪声信号进行滤波，通过演示对比FIR滤波器在PC上和在ARM Cortex-M处理器上的执行结果对比，显示了通过调用ARM Cortex-M的DSPLib库函数进行运算的结果。
　　该范例首先在设置中实现Code Replacement Library中采用ARM Cortex-M （CMSISI）来进行函数替换，然后生成对应的代码。
　　最后采用跟arm_cortex_m_pil_block范例相同的方式进行PC与PIL联合仿真对比，结果如下。
　　其中设置的时候应该取消Generate Code Only选项，并且设置Create PIL Block。
　　3.1.2 ex_fircmsis_tut_q15范例学习 在Gain模块中将输出修改为fixdt（1， 16， 15）类型，即ARM-CMSIS-DSP中的q15类型，这样对应生成的函数则是相应的q15类型的函数。
　　运行结果相同，不再赘述。
　　3.1.3 ex_fircmsis_tut_mlfun范例学习 ex_fircmsis_tut_mlfun范例为使用代码替换库将Matlab语句中的dsp.FIRFilter系统对象替换为CMSIS中对应的DSPLib库函数。
　　与前节不同的是，该范例中的FIR滤波器是一个调用Matlab函数的模块，该函数为：
　　function y = firfun（u）
　　%#codegen
　　persistent firfilter;
　　if isempty（firfilter）
　　firfilter = dsp.FIRFilter（‘Numerator’， fir1（63，1/3））;
　　end
　　y = step（firfilter， u）;
　　end
　　后续设置和编译运行及结果与前节相同。
　　3.1.4 ex_fircmsis_tut_ml范例学习 Ex_fircmsis_tut_ml范例采用将Matlab函数代码转化为包含调用CMSIS-DSPLib库函数的C代码。
　　function y1 = ex_fircmsis_tut_ml（u1）
　　% Copyright 2013-2016 The MathWorks， Inc.
　　%#codegen
　　persistent firfilter;
　　if isempty（firfilter）
　　firfilter = dsp.FIRFilter（‘Numerator’， fir1（63， 0.33））;
　　end
　　y1 = firfilter（u1）;
　　end
　　通过创建一个coder的配置，完成coder设置后，调用codegen生成代码并编译成lib库文件。
　　cfgEx = coder.config（‘lib’）;
　　cfgEx.CodeReplacementLibrary = ‘ARM Cortex-M’;
　　cfgEx.HardwareImplementation.ProdHWDeviceType = ‘ARM Compatible-》ARM Cortex’;
　　cfgEx.GenCodeOnly = true;
　　tempdirObj = dstarmexample.dstTempdir（‘ex_fircmsis_tut_ml_workflow’）;
　　dstarmsrc = which（‘ex_fircmsis_tut_ml’）;
　　dstarmtmpdir = tempdirObj.tempDir;
　　type（fullfile（dstarmsrc））
　　copyfile（dstarmsrc， dstarmtmpdir， ‘f’）;
　　3.1.5 TODO：生成的代码形成的lib库与外部应用层app的调用集成
　　4 版本历史（Revision History）版本号发布时间内容。