开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（六）——S-Fuction模块（TLC）
文章目录
前言
Target Language Compiler（TLC）
C MEX S-Function模块
编写TLC文件
生成代码
Tips
分析和应用
总结
前言
见《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（一）——powergui模块》
见《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（二）——MATLAB Fuction模块》
见《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（三）——Simscape 电路仿真模块》
见《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（四）——S-Fuction模块》
见《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（五）——S-Fuction模块(C MEX S-Function)》
Target Language Compiler（TLC）
目标语言编译器（Target Language Compiler）代码生成器的重要组成部分。Mathworks官方Help对该部分内容的说明如下所示。
在使用Simulink自动生成代码时，Library中自带的模块可以顺利的生成代码，但是如果用户在Model中用到了自己开发的C MEX S-Function模块，Simulink就不知道这个模块如何生成代码了。TLC文件的作用就是，告诉Simulink自己想把C MEX S-Function模块生成一些什么样的代码，以及如何与Model中的其他内容互联融合。TLC及模型代码的生成过程如下图所示：
本文继续以DFT算法为例，介绍如何编写一个TLC文件，将C MEX S-Function模块生成代码。
C MEX S-Function模块
DFT算法的原理讲解和C MEX S-Function模块的开发在上一篇文章中已经完成了，见 《开箱报告，Simulink Toolbox库模块使用指南（五）——S-Fuction模块(C MEX S-Function)》。到这里仅仅是在Simulink中仿真时可以使用这样一个算法模块，本文是要把他生成C代码。由于算法中涉及了4个状态变量，对应到C语言中就要定义一组全局变量，这在TLC文件中实现会稍微麻烦一些。为了简化该过程，让大家更好地理解TLC，笔者对原有的C MEX S-Function模块进行了一些调整，将全局变量的定义放到了模块外面。如下图所示：
DFT_CMexSfunc.c中对应代码的调整如下：
//增加一个输入端口
if (!ssSetNumInputPorts(S, 2)) return;
ssSetInputPortWidth(S, 0, 1);
ssSetInputPortWidth(S, 1, 4); //新增的输入端口有4个信号//增加一个输出端口
if (!ssSetNumOutputPorts(S, 2)) return;
ssSetOutputPortWidth(S, 0, 1);
ssSetOutputPortWidth(S, 1, 4); //新增的输处端口有4个信号
DFT_CMexSfunc.c调整后需要用mex命令重新编译，如下图所示：
编写TLC文件
在Model的Workspace文件夹下，新建一个DFT_CMexSfunc.tlc文件，编写tlc代码。写好后的完整内容如下，各部分代码的解释，以注释形式标注在对应位置。
%implements "DFT_CMexSfunc" "C"//与C MEX S-Function模块相对应%% Function: Outputs
%function Outputs(block, system) Output//定义一个输出函数%assign u = LibBlockInputSignal(0,"","",0)//获取输入信号
%assign u_count = LibBlockInputSignal(1,"","",0)
%assign u_t = LibBlockInputSignal(1,"","",1)
%assign u_cos_integ = LibBlockInputSignal(1,"","",2)
%assign u_sin_integ = LibBlockInputSignal(1,"","",3)%assign y = LibBlockOutputSignal(0,"","",0) //获取输出信号
%assign y_count = LibBlockOutputSignal(1,"","",0)
%assign y_t = LibBlockOutputSignal(1,"","",1)
%assign y_cos_integ = LibBlockOutputSignal(1,"","",2)
%assign y_sin_integ = LibBlockOutputSignal(1,"","",3)/%下面是要为C MEX S-Function模块生成的代码%/
if(%<u_count> < 5e3)//为了降低TLC复杂度，将常量L的值5e3直接写出来
{ %<y_cos_integ> = %<u_cos_integ> + %<u>*cos(2*3.14 * 50*%<u_t>);//将常量Freq的值50直接写出来%<y_sin_integ> = %<u_sin_integ> + %<u>*sin(2*3.14 * 50*%<u_t>);%<y_t> = %<u_t> + 1/10e3; //将常量Fs的值10e3直接写出来%<y_count> = %<u_count> + 1;
}
else if(%<u_count> == 5e3)
{%<y> = sqrt((%<u_cos_integ>/L*2)^2 + (%<u_sin_integ>/L*2)^2); //将过程变量real和imag用对应公式直接写出来%<y_count> = %<u_count> + 1;//避免无效运行消耗资源
}
else
{}%endfunction//结束函数定义
DFT_CMexSfunc.tlc文件保存在对应的路径下即可，不需要做额外的编译操作。
生成代码
C MEX S-Function模块调整后对应的完整模型如下：
点击代码生成按钮
，可以看到如下过程提示：
点击打开报告按钮
，可以看到如下生成报告：
点击左侧的sfucdemo.c超链接，可以看到如下生成的代码，其中30行到140行是该模型主要功能的代码，40行到53行是与我们C MEX S-Function模块直接相关的代码。
File: sfucdemo.c
1 /*
2 * sfucdemo.c
3 *
4 * Code generation for model "sfucdemo".
5 *
6 * Model version : 1.45
7 * Simulink Coder version : 9.4 (R2020b) 29-Jul-2020
8 * C source code generated on : Sun Sep 10 14:44:22 2023
9 *
10 * Target selection: grt.tlc
11 * Note: GRT includes extra infrastructure and instrumentation for prototyping
12 * Embedded hardware selection: Intel->x86-64 (Windows64)
13 * Code generation objectives: Unspecified
14 * Validation result: Not run
15 */
16
17 #include "sfucdemo.h"
18 #include "sfucdemo_private.h"
19
20 /* Block signals (default storage) */
21 B_sfucdemo_T sfucdemo_B;
22
23 /* Block states (default storage) */
24 DW_sfucdemo_T sfucdemo_DW;
25
26 /* Real-time model */
27 static RT_MODEL_sfucdemo_T sfucdemo_M_;
28 RT_MODEL_sfucdemo_T *const sfucdemo_M = &sfucdemo_M_;
29
30 /* Model step function */
31 void sfucdemo_step(void)
32 {
33 /* Selector: '<Root>/Selector2' incorporates:
34 * Constant: '<Root>/Constant2'
35 * UnitDelay: '<S1>/Output'
36 */
37 sfucdemo_B.Selector2 =
38 sfucdemo_ConstP.Constant2_Value[sfucdemo_DW.Output_DSTATE];
39
40 /* S-Function (DFT_CMexSfunc): '<Root>/S-Function3' */
41 if (sfucdemo_B.Memory[0] < 5e3) {
42 sfucdemo_B.SFunction3_o2[2] = sfucdemo_B.Memory[2] + sfucdemo_B.Selector2*
43 cos(2*3.14 * 50*sfucdemo_B.Memory[1]);
44 sfucdemo_B.SFunction3_o2[3] = sfucdemo_B.Memory[3] + sfucdemo_B.Selector2*
45 sin(2*3.14 * 50*sfucdemo_B.Memory[1]);
46 sfucdemo_B.SFunction3_o2[1] = sfucdemo_B.Memory[1] + 1/10e3;
47 sfucdemo_B.SFunction3_o2[0] = sfucdemo_B.Memory[0] + 1;
48 } else if (sfucdemo_B.Memory[0] == 5e3) {
49 sfucdemo_B.SFunction3_o1 = sqrt((sfucdemo_B.Memory[2]/L*2)^2 +
50 (sfucdemo_B.Memory[3]/L*2)^2);
51 sfucdemo_B.SFunction3_o2[0] = sfucdemo_B.Memory[0] + 1;
52 } else {
53 }
54
55 /* Selector: '<Root>/Selector3' incorporates:
56 * Constant: '<Root>/Constant3'
57 * UnitDelay: '<S1>/Output'
58 */
59 sfucdemo_B.Selector3 =
60 sfucdemo_ConstP.Constant3_Value[sfucdemo_DW.Output_DSTATE];
61
62 /* S-Function (DFT_CMexSfunc): '<Root>/S-Function4' */
63 if (sfucdemo_B.Memory1[0] < 5e3) {
64 sfucdemo_B.SFunction4_o2[2] = sfucdemo_B.Memory1[2] + sfucdemo_B.Selector3*
65 cos(2*3.14 * 50*sfucdemo_B.Memory1[1]);
66 sfucdemo_B.SFunction4_o2[3] = sfucdemo_B.Memory1[3] + sfucdemo_B.Selector3*
67 sin(2*3.14 * 50*sfucdemo_B.Memory1[1]);
68 sfucdemo_B.SFunction4_o2[1] = sfucdemo_B.Memory1[1] + 1/10e3;
69 sfucdemo_B.SFunction4_o2[0] = sfucdemo_B.Memory1[0] + 1;
70 } else if (sfucdemo_B.Memory1[0] == 5e3) {
71 sfucdemo_B.SFunction4_o1 = sqrt((sfucdemo_B.Memory1[2]/L*2)^2 +
72 (sfucdemo_B.Memory1[3]/L*2)^2);
73 sfucdemo_B.SFunction4_o2[0] = sfucdemo_B.Memory1[0] + 1;
74 } else {
75 }
76
77 /* Switch: '<S3>/FixPt Switch' incorporates:
78 * Constant: '<S2>/FixPt Constant'
79 * Sum: '<S2>/FixPt Sum1'
80 * UnitDelay: '<S1>/Output'
81 */
82 if ((uint16_T)(sfucdemo_DW.Output_DSTATE + 1U) > 4999) {
83 /* Update for UnitDelay: '<S1>/Output' incorporates:
84 * Constant: '<S3>/Constant'
85 */
86 sfucdemo_DW.Output_DSTATE = 0U;
87 } else {
88 /* Update for UnitDelay: '<S1>/Output' */
89 sfucdemo_DW.Output_DSTATE++;
90 }
91
92 /* End of Switch: '<S3>/FixPt Switch' */
93
94 /* Memory: '<Root>/Memory' */
95 sfucdemo_B.Memory[0] = sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[0];
96
97 /* Memory: '<Root>/Memory1' */
98 sfucdemo_B.Memory1[0] = sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[0];
99
100 /* Update for Memory: '<Root>/Memory' */
101 sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[0] = sfucdemo_B.SFunction3_o2[0];
102
103 /* Update for Memory: '<Root>/Memory1' */
104 sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[0] = sfucdemo_B.SFunction4_o2[0];
105
106 /* Memory: '<Root>/Memory' */
107 sfucdemo_B.Memory[1] = sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[1];
108
109 /* Memory: '<Root>/Memory1' */
110 sfucdemo_B.Memory1[1] = sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[1];
111
112 /* Update for Memory: '<Root>/Memory' */
113 sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[1] = sfucdemo_B.SFunction3_o2[1];
114
115 /* Update for Memory: '<Root>/Memory1' */
116 sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[1] = sfucdemo_B.SFunction4_o2[1];
117
118 /* Memory: '<Root>/Memory' */
119 sfucdemo_B.Memory[2] = sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[2];
120
121 /* Memory: '<Root>/Memory1' */
122 sfucdemo_B.Memory1[2] = sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[2];
123
124 /* Update for Memory: '<Root>/Memory' */
125 sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[2] = sfucdemo_B.SFunction3_o2[2];
126
127 /* Update for Memory: '<Root>/Memory1' */
128 sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[2] = sfucdemo_B.SFunction4_o2[2];
129
130 /* Memory: '<Root>/Memory' */
131 sfucdemo_B.Memory[3] = sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[3];
132
133 /* Memory: '<Root>/Memory1' */
134 sfucdemo_B.Memory1[3] = sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[3];
135
136 /* Update for Memory: '<Root>/Memory' */
137 sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[3] = sfucdemo_B.SFunction3_o2[3];
138
139 /* Update for Memory: '<Root>/Memory1' */
140 sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[3] = sfucdemo_B.SFunction4_o2[3];
141
142 /* Matfile logging */
143 rt_UpdateTXYLogVars(sfucdemo_M->rtwLogInfo, (&sfucdemo_M->Timing.taskTime0));
144
145 /* signal main to stop simulation */
146 { /* Sample time: [0.001s, 0.0s] */
147 if ((rtmGetTFinal(sfucdemo_M)!=-1) &&
148 !((rtmGetTFinal(sfucdemo_M)-sfucdemo_M->Timing.taskTime0) >
149 sfucdemo_M->Timing.taskTime0 * (DBL_EPSILON))) {
150 rtmSetErrorStatus(sfucdemo_M, "Simulation finished");
151 }
152 }
153
154 /* Update absolute time for base rate */
155 /* The "clockTick0" counts the number of times the code of this task has
156 * been executed. The absolute time is the multiplication of "clockTick0"
157 * and "Timing.stepSize0". Size of "clockTick0" ensures timer will not
158 * overflow during the application lifespan selected.
159 * Timer of this task consists of two 32 bit unsigned integers.
160 * The two integers represent the low bits Timing.clockTick0 and the high bits
161 * Timing.clockTickH0. When the low bit overflows to 0, the high bits increment.
162 */
163 if (!(++sfucdemo_M->Timing.clockTick0)) {
164 ++sfucdemo_M->Timing.clockTickH0;
165 }
166
167 sfucdemo_M->Timing.taskTime0 = sfucdemo_M->Timing.clockTick0 *
168 sfucdemo_M->Timing.stepSize0 + sfucdemo_M->Timing.clockTickH0 *
169 sfucdemo_M->Timing.stepSize0 * 4294967296.0;
170 }
171
172 /* Model initialize function */
173 void sfucdemo_initialize(void)
174 {
175 /* Registration code */
176
177 /* initialize non-finites */
178 rt_InitInfAndNaN(sizeof(real_T));
179
180 /* initialize real-time model */
181 (void) memset((void *)sfucdemo_M, 0,
182 sizeof(RT_MODEL_sfucdemo_T));
183 rtmSetTFinal(sfucdemo_M, 10.0);
184 sfucdemo_M->Timing.stepSize0 = 0.001;
185
186 /* Setup for data logging */
187 {
188 static RTWLogInfo rt_DataLoggingInfo;
189 rt_DataLoggingInfo.loggingInterval = NULL;
190 sfucdemo_M->rtwLogInfo = &rt_DataLoggingInfo;
191 }
192
193 /* Setup for data logging */
194 {
195 rtliSetLogXSignalInfo(sfucdemo_M->rtwLogInfo, (NULL));
196 rtliSetLogXSignalPtrs(sfucdemo_M->rtwLogInfo, (NULL));
197 rtliSetLogT(sfucdemo_M->rtwLogInfo, "tout");
198 rtliSetLogX(sfucdemo_M->rtwLogInfo, "");
199 rtliSetLogXFinal(sfucdemo_M->rtwLogInfo, "");
200 rtliSetLogVarNameModifier(sfucdemo_M->rtwLogInfo, "rt_");
201 rtliSetLogFormat(sfucdemo_M->rtwLogInfo, 0);
202 rtliSetLogMaxRows(sfucdemo_M->rtwLogInfo, 0);
203 rtliSetLogDecimation(sfucdemo_M->rtwLogInfo, 1);
204 rtliSetLogY(sfucdemo_M->rtwLogInfo, "");
205 rtliSetLogYSignalInfo(sfucdemo_M->rtwLogInfo, (NULL));
206 rtliSetLogYSignalPtrs(sfucdemo_M->rtwLogInfo, (NULL));
207 }
208
209 /* block I/O */
210 (void) memset(((void *) &sfucdemo_B), 0,
211 sizeof(B_sfucdemo_T));
212
213 /* states (dwork) */
214 (void) memset((void *)&sfucdemo_DW, 0,
215 sizeof(DW_sfucdemo_T));
216
217 /* Matfile logging */
218 rt_StartDataLoggingWithStartTime(sfucdemo_M->rtwLogInfo, 0.0, rtmGetTFinal
219 (sfucdemo_M), sfucdemo_M->Timing.stepSize0, (&rtmGetErrorStatus(sfucdemo_M)));
220
221 /* InitializeConditions for UnitDelay: '<S1>/Output' */
222 sfucdemo_DW.Output_DSTATE = 0U;
223
224 /* InitializeConditions for Memory: '<Root>/Memory' */
225 sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[0] = 0.0;
226
227 /* InitializeConditions for Memory: '<Root>/Memory1' */
228 sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[0] = 0.0;
229
230 /* InitializeConditions for Memory: '<Root>/Memory' */
231 sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[1] = 0.0;
232
233 /* InitializeConditions for Memory: '<Root>/Memory1' */
234 sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[1] = 0.0;
235
236 /* InitializeConditions for Memory: '<Root>/Memory' */
237 sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[2] = 0.0;
238
239 /* InitializeConditions for Memory: '<Root>/Memory1' */
240 sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[2] = 0.0;
241
242 /* InitializeConditions for Memory: '<Root>/Memory' */
243 sfucdemo_DW.Memory_PreviousInput[3] = 0.0;
244
245 /* InitializeConditions for Memory: '<Root>/Memory1' */
246 sfucdemo_DW.Memory1_PreviousInput[3] = 0.0;
247 }
248
249 /* Model terminate function */
250 void sfucdemo_terminate(void)
251 {
252 /* (no terminate code required) */
253 }
254
人工检查上述自动生成的C代码，可以实现该Simulink模型设计的功能。
至此，可以证明该TLC文件可以较好地生成C MEX S-Fuction模块的自动代码。
Tips
TLC的特殊性在于，它本身是一种编程语言，具有文本类编程语言的大部分特点，同时它要实现的功能又是控制C或C++另一种文本语言代码的生成，所以TLC的开发必须熟练掌握它特有的语法结构，常见的一些基础语法如下。
1、%，TLC指令开始的标志符。
2、%implements，一个模块的TLC文件要执行的第一条指令，不可省略。
3、%function，声明一个函数，要配合%endfunction使用。
4、%assign，创建变量。
5、函数LibBlockInputSignal(portIdx, "","",sigIdx)，返回模块的输入信号，portIdx和sigIdx都从0开始计数。
6、函数LibBlockOutputSignal(portIdx, "","",sigIdx)，返回模块的输出信号。
7、函数LibBlockParameterValue(param, elIdx)，返回模块的参数值。
8、<>，TLC表达式的开始和结束。
9、%%和/% %/，注释。
分析和应用
本文上述内容中看到，TLC实现了C MEX S-Fuction模块的代码生成，但是进一步仔细研究发现，Library中自带的模块的代码生成也是由TLC实现的，甚至生成代码的总体结构也是由TLC实现的，这些模块的TLC文件就存放在Matlab的系统路径ProgramFiles\Matlab2020b\rtw\c\tlc下。
所以说Simulink的自动代码生成过程，并不是完全固定死的，当我们有特定需求时，可以通过调整TLC文件的内容来实现的。这样就给了代码开发工程师们在代码生成方面的灵活度和自由度，为Simulink的自动代码生成提供了无限可能。
总结
以上就是本人在使用TLC时，一些个人理解和分析的总结，首先介绍了TLC的背景知识，然后展示它的使用方法，最后分析了该模块的特点和适用场景。
后续还会分享另外几个最近总结的Simulink Toolbox库模块，欢迎评论区留言、点赞、收藏和关注，这些鼓励和支持都将成文本人持续分享的动力。
另外，上述例程使用的Demo工程，可以到笔者的主页查找和下载。
版权声明，原创文章，转载和引用请注明出处和链接，侵权必究！
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单表代换 单表：英文26字母的顺序 代换：替换为别的字母并保证解密的唯一性 假如我们让加密方式为所有字母顺序移动3位 import stringstring.ascii_lowercase abcdefghijklmnopqrstuvwxyz b3 加密算法y(xb)mod26 解密算法为x(y-b)mod26 密钥空间26 …...
谷歌浏览器插件
项目中有时候会用到插件 sync-cookie-extension1.0.0：开发环境同步测试 cookie 至 localhost，便于本地请求服务携带 cookie 参考地址：https://juejin.cn/post/7139354571712757767 里面有源码下载下来，加在到扩展即可使用FeHelp…...
CVPR 2025 MIMO: 支持视觉指代和像素grounding 的医学视觉语言模型
CVPR 2025 | MIMO：支持视觉指代和像素对齐的医学视觉语言模型 论文信息 标题：MIMO: A medical vision language model with visual referring multimodal input and pixel grounding multimodal output作者：Yanyuan Chen, Dexuan Xu, Yu Hu…...
简易版抽奖活动的设计技术方案
1.前言 本技术方案旨在设计一套完整且可靠的抽奖活动逻辑，确保抽奖活动能够公平、公正、公开地进行，同时满足高并发访问、数据安全存储与高效处理等需求，为用户提供流畅的抽奖体验，助力业务顺利开展。本方案将涵盖抽奖活动的整体架构设计、核心流程逻辑、关键功能实现以及…...
【位运算】消失的两个数字（hard）
消失的两个数字（hard） 题⽬描述：解法（位运算）：Java 算法代码：更简便代码 题⽬链接：⾯试题 17.19. 消失的两个数字 题⽬描述： 给定⼀个数组，包含从 1 到 N 所有…...
什么是EULA和DPA
文章目录 EULA（End User License Agreement）DPA（Data Protection Agreement）一、定义与背景二、核心内容三、法律效力与责任四、实际应用与意义 EULA（End User License Agreement） 定义： EULA即…...
CMake控制VS2022项目文件分组
我们可以通过 CMake 控制源文件的组织结构，使它们在 VS 解决方案资源管理器中以“组”（Filter）的形式进行分类展示。 🎯 目标 通过 CMake 脚本将 .cpp、.h 等源文件分组显示在 Visual Studio 2022 的解决方案资源管理器中。 ✅ 支持的方法汇总（共4种） 方法描述是否推荐…...
Python ROS2【机器人中间件框架】 简介
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短视频矩阵系统文案创作功能开发实践，定制化开发
在短视频行业迅猛发展的当下，企业和个人创作者为了扩大影响力、提升传播效果，纷纷采用短视频矩阵运营策略，同时管理多个平台、多个账号的内容发布。然而，频繁的文案创作需求让运营者疲于应对，如何高效产出高质量文案成…...
A2A JS SDK 完整教程：快速入门指南
目录 什么是 A2A JS SDK?A2A JS 安装与设置A2A JS 核心概念创建你的第一个 A2A JS 代理A2A JS 服务端开发A2A JS 客户端使用A2A JS 高级特性A2A JS 最佳实践A2A JS 故障排除 什么是 A2A JS SDK? A2A JS SDK 是一个专为 JavaScript/TypeScript 开发者设计的强大库ÿ…...
招商蛇口 | 执笔CID，启幕低密生活新境
作为中国城市生长的力量，招商蛇口以“美好生活承载者”为使命，深耕全球111座城市，以央企担当匠造时代理想人居。从深圳湾的开拓基因到西安高新CID的战略落子，招商蛇口始终与城市发展同频共振，以建筑诠释对土地与生活的…...