임베디드 C코드생성 : Simulink 활용(2판)

MathWorks내에서 제어 설계, 검증 및 코드 생성 분야 엔지니어로 일하면서 최근까지도 가장 많이 듣는 질문 중 하나는 자동으로 생성된 코드가 얼마나 효율적인지, 그리고 사람이 직접 작성한 코드의 수준까지 자동으로 생성된 코드가 최적화될 수 있는지에 대한 것이었다. 여기서 많은 엔지니어들이 생각하는 코드 최적화라는 것이 어떤 것이가에 대해 생각하게 된다. 코드 최적화 대상은 코드의 동작 속도일 수도 있을 것이고, 코드 내 변수들, 즉 코드 내에서 사용되는 데이터들의 크기가 될 수도 있을 것이다. 물론 코드의 동작 속도가 빠르면서도, 메모리 사용량이 적은 코드는 임베디드 시스템에 잘 최적화된 코드라고 할 수 있을 것이다. 그러면, 최적화가 잘 된 코드를 모두 좋은 코드라고 할 수 있을까?

항공기, 자동차, 의료기기, 핵/원자력, 열차 시스템 등에 탑재되는 임베디드 소프트웨어는 엄격한 검증 절차를 포함하는 소프트웨어의 개발 프로세스를 통해 개발이 진행되고 있다. 또한 이러한 높은 신뢰성이 요구되는 시스템에 대해서는 개발 프로세스와 관련된 표준들이 제정되어 안전성에 관련된 사항들을 요구하고 있다. 이러한 표준 프로세스에 항상 포함되는 것 중 하나를 예를 들어보면, 코딩 규칙이다. 예를 들어 자동차의 임베디드 시스템에는 MISRA와 같은 코딩 가이드라인이 표준화되어 수많은 자동차 업체들은 이러한 코딩 가이드라인에 기초하여 사내 코딩 표준을 정하고, 엔지니어들이 그 규칙을 따라 코드를 작성하기를 요구한다. 즉, 코드를 보다 읽기 쉽고 일관되게 작성하여 개발의 효율성을 올리고, 궁극적으로는 코드의 안전성을 확보하겠다는 것이다. 그러면, 이러한 규칙을 따르면 코드의 동작 속도가 빨라지고 메모리의 사용량이 적어질까? 물론 경우에 따라 다르겠지만, 코드의 안전성을 보다 신경쓴다면, 코드의 동작 시에 발생할 런타임에러(run-time error) 등을 막기위한 보호 코드들이 추가되어야 할 필요가 있을 수도 있을 것이다. 또한, 코드를 보다 읽기 쉽게 하기 위해 코드 구조에 대한 규칙을 정해 그에 맞는 코드를 작성하려고 하다보면 보다 간결해질 수 있는 코드 작성기법을 포기해야 될 수도 있을 것이다. 그렇다면 이러한 코드는 좋은 코드가 아니라고 말할 수 있는 것인가?

MathWorks의 코드 생성 도구 １

1-2. 코드 생성의 주요 영역 ２



Chapter 02 Embedded Coder를 활용한 코드 생성 ５

2-1. 코드 생성을 위한 Simulink 예제 모델 ５

2-2. 기본 코드 생성 워크플로우 ８

직접 한번 해봅시다 ２３



Chapter 03 생성된 코드의 구조 ２５

3-1. 생성된 코드의 파일 구조 ２５

직접 한번 해봅시다 ４１



Chapter 04 생성 코드의 인터페이스 수정 ４３

4-1. 생성 코드의 기본 인터페이스 ４３

4-2. 함수 인터페이스 ４４

4-3. 데이터 인터페이스 ５１

4-4. Parameter 데이터의 인터페이스 ７５

직접 한번 해봅시다 ８６



Chapter 05 Multirate 시스템 모델의 코드 생성 ８８

5-1. Multirate 시스템 모델링의 고려사항 ８８

5-2. Multirate 시스템 모델로 부터의 코드 생성 １０２

직접 한번 해봅시다 １０５



Chapter 06 생성 코드의 최적화 １０６

6-1. 실시간 임베디드 소프트웨어의 고려사항 １０６

6-2. 코드 생성 최적화 옵션 １０７

6-3. Code Generation Objectives １１４

직접 한번 해봅시다 １１９



Chapter 07 생성 코드의 파티셔닝 １２０

7-1. Simulink 모델의 구조 １２０

7-2. 생성 코드의 파티셔닝 １２６

7-3. Subsystem에 대해 재사용 가능한 함수 형태의 코드 생성 １３４

직접 한번 해봅시다 １４５



Chapter 08 코드 생성을 위한 데이터의 관리 １４７

8-1. Model Explorer를 활용한 Simulink 데이터 관리 １４７

8-2. Simulink Data Object １５１

8-3. Model Explorer를 활용한 Simulink Data Object 다루기 １６３

8-4. Data Object Wizard를 활용하여 Simulink Data Object 만들기 １６６

직접 한번 해봅시다 １６９



Chapter 09 Simulink에서의 데이터 구조와 코드 생성 １７１

9-1. Simulink에서의 배열과 구조체 데이터 １７１

9-2. Simulink Bus Object １７８

9-3. Simulink parameter의 Bus Object 활용 １８５

직접 한번 해봅시다 １９３



Chapter 10 Stateflow 차트의 코드 생성 １９５

10-1 Stateflow 차트 １９５

10-2 Stateflow 차트의 코드 생성 １９６

10-3 Stateflow 차트 내부의 각 state의 코드 파니셔닝 １９９

직접 한번 해봅시다 ２０７



Chapter 11 Code Generation Advisor ２０９

11-1. Model Advisor ２０９

직접 한번 해봅시다 ２１４



맺음말 1 8 9

찾아보기 1 9 1

윤상호