MATLAB R2012a HDL Code Generation, непонятки с типами, знаками, размерностями Опции

[LiNED]

Написал простую функцию, расчет положения при падении объекта в воздухе. На вход подаются текущие координаты (in_x, in_y), текущая скорость (in_spdx, in_spdy), масса объекта(mass), коэффициенты для горизонтального/вертикального сопротивления воздуха (R_x, R_y) и частота дискретизации (sample_time).
Сначала вычисляю конечные составляющие скорости: вертикальную составляющую с учетом силы тяжести и коэффициента сопротивления воздуха, и вертикальную просто с учетом коэффициента сопротивления воздуха.
Потом вычисляю координаты, при этом беру скорость как среднее арифметическое от начальной/конечной скоростей.
Это для понимания ситуации, код MATLAB привожу ниже:

Код

function [out_x, out_y, out_spdx, out_spdy] = par_model(in_x, in_y, in_spdx, in_spdy, mass, R_x, R_y,sample_time)
    
    out_spdx = in_spdx + R_x*in_spdx*in_spdx/mass;
    out_spdy = in_spdy + ((R_y*in_spdy*in_spdy/mass)-9.8);
    
    out_x = in_x + (out_spdx+in_spdx)*sample_time/2.0;
    out_y = in_y + (out_spdy+in_spdy)*sample_time/2.0;
end

Соответственно, тестовое окружение для него работает следующим образом. Беру большие массивы нулей, даю в первом значении начальные условия, задаю коэффициенты и массу, и последовательно забиваю массивы числами пока объект не достигнет земли (т.е. пока текущая координата y(i) не станет отрицательной или равной нулю) либо пока не кончится массив. Код ниже, содержит два теста:

Код

% INIT ARRAYS
x = zeros(10000,1,'double');
y = zeros(10000,1,'double');
vx = zeros(10000,1,'double');
vy = zeros(10000,1,'double');

%
%TEST ONE
%
H = 1000;

x(1) = 2;
y(1) = H;
vx(1) = 2;
vy(1) = 0;
K_x = -0.001;
K_y = 0.001;

m = 1;
sample_time = 0.002;

i = 1;

while y(i)>=0 && i<=10000
   [x(i+1), y(i+1), vx(i+1), vy(i+1)] = par_model(x(i), y(i), vx(i), vy(i), m, K_x, K_y, sample_time);
   i = i + 1;
end

subplot(2,1,1);
plot(x(1:i)+1i*y(1:i));

%
%TEST TWO
%
H = 100;

x(1) = 4;
y(1) = H;
vx(1) = 2;
vy(1) = 0;
K_x = 0.0001;
K_y = 0.003;

m = 1;
sample_time = 0.002;

i = 1;

while y(i)>=0 && i<=1000
   [x(i+1), y(i+1), vx(i+1), vy(i+1)] = par_model(x(i), y(i), vx(i), vy(i), m, K_x, K_y, sample_time);
   i = i + 1;
end

subplot(2,1,2);
plot(x(1:i)+1i*y(1:i));

Теперь собственно описание проблемы:
Попытка сгенерировать для этого кода вариант с фиксированной точкой приводит к следующей ошибке:
-------------- output variable : out_x --------------
Matrix dimensions must agree.
При этом графики строятся, но на них показан бред - объект вместо того, чтобы плавно падать, стремительно взлетает ввысь. Моделирование исходного кода заканчивается успешно и без ошибок/предупреждений.
Еще выяснилось, что:
Деление пополам (при вычислении среднего арифметического) кодер заменяет на смещение на разряд, при этом благополучно игнорируя знаковость. А поскольку для вертикальной координаты делимое, как правило, отрицательно - ясно почему взлетает объект.
Также выяснилось, что масса благополучно округляется с единицы на ноль, в результате чего моделирование готового fixed point тестового окружения приводит к куче ошибок типа деления на ноль.
Самое печальное, что попытки зафиксировать типы для значений не решают проблемы, выставлял для всех переменных ufix16_En24, ставил для массы целочисленный тип, но все равно в результатах получался бред.

Есть у кого предложения по решению этих проблем?

Сообщение отредактировал LiNED - Sep 17 2012, 13:53

[ИльяКи]

Можно взять Simulink и вставить как блок-модули вашу логику а место где деление - вставить как Verilog файл. Помниться мы так делали когда нас не устраивали ньюансы laughing.gif правда много вставлять Verilog-а не получалось - жаба падала, но в ключевых моментах это нам помогло.

Ну это костыли еще посуровее будут, получается надо препарировать модель в местах деления пополам, такое зверство над моделью Безусловно, мне как начинающему будет полезно поманьячить лишний раз, но для чего-то серьезного надо бы уходить от подобной практики.

Послушать отзывы так попытки использования MATLAB для мало-мальски эффективной HDL-генерации пока что есть утопия и лучше сразу писать в HDL. А так радужно это дело мне описывали, мол, написал функцию - она сразу так красиво сама в код заделалась и хоть сразу компиль и зашивай в ПЛИСину или разводи в ASIC, только настройки успевай выставлять. А оказалось что эта система даже об элементарную арифметику уже спотыкается =_=

[Kuzmi4]

Ну это костыли еще посуровее будут, получается надо препарировать модель в местах деления пополам, такое зверство над моделью Безусловно, мне как начинающему будет полезно поманьячить лишний раз, но для чего-то серьезного надо бы уходить от подобной практики.

На счёт препарирования - из того что видел, такая метода позволяет существенно сократить время на разработку когда нарисовался какой то глюк через криворукость кодера или свою (или скорость не дотягивает), времени разбираться нет потому что нужно на "позавчера" и оно всё работает. Просто, как было сказано, нужно иметь представление о вн. структуре алгоритма, тогда такие "препарации" будут не очень болезненными, ну или представлять как оно может быть приблизительно реализовано на камне - тогда ещё проще