Simulink模型转.so实战：高效部署到Qt项目的操作指南
Simulink模型转.so实战：高效部署到Qt项目的操作指南
- 1、背景
- 1.1 方案对比
- 1.2 方案选择
- 2、实践操作
- 2.1 创建单独的文件夹进行管理
- 2.2 创建CMakelists
- 2.3 编译输出so文件
- 2.4 查看对应的so发布件
- 2.5 windows平台生成lib
- 2.6 Qt工程中适配.pro文件
- 2.7 编译运行
- 3、总结
- 3.1 改进项
- 3.2 启发
1、背景
众所周知，simulink可视化程度高，常常用于各类电气模型建模，极大方便主流电网场景的建模仿真模拟。这些模型要应用到实际场景中，例如部署到控制程序里面，simulink提供转化C接口代码，可以直接将模型直接输出纯C代码，以供外部工程调用相关接口进行使用。
1.1 方案对比
关于将Simulink模型导出的C接口适配到工程中，业界主要采用以下两种方案：
- 库文件集成方案：将Simulink生成的C代码编译为静态库（.lib）或动态库（.so），工程通过链接库的方式调用功能。
- 源码集成方案：直接将Simulink生成的C源代码整合到工程代码库中，与其他源代码一同编译构建。
| 方案编号 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 1 | 1、代码架构策略与业务解耦，整洁度高； 2、编译速度快； 3、安全性高，可以不用向外部提供核心控制算法； 4、方便当前项目代码架构管理； 5、方便后续策略升级维护，只需要替换so即可 | 1、需要额外适配CMakelists或者Makefie等； 2、软件debug调试无法进行跟踪到源码，全靠simulink转换代码的正确性； 3、外部工程需要进行特殊适配，例如Qt工程需要适配.pro |
| 2 | 1、具有较强的调试便利性； 2、适配工作量相对较少，对项目原工程改动少； 3、编译简单，较容易实现 | 1、引入simulink代码破坏原先代码架构，不利于管理； 2、编译负担增重，降低编译效率； 3、依赖项复杂。必须手动在 .pro 文件里包含大量 MATLAB 预定义的宏和系统头文件。 |
1.2 方案选择
综上对比，考虑后续软件代码架构、维护、项目管理等因素，选用方案1进行操作实践。
2、实践操作
2.1 创建单独的文件夹进行管理
将simulink导出来的纯C代码都放在一个目录下，为了方便代码管理，与工程源代码分开新建目录进行保存。此时目录下应该只有.c和.h文件，其他文件可以清除掉。
2.2 创建CMakelists
我本地linux和windows均已安装CMakeLists，为了方便工程验证，采用CMakeLists+make这一套进行编译。CMakeLists内容如下，可供参考：
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)project(simtarget C)set(CMAKE_C_STANDARD 11)# === 重新开启函数符号的自动导出 (对函数有效) ===if(WIN32)set(CMAKE_WINDOWS_EXPORT_ALL_SYMBOLS ON)endif()set(SIM_SRC_DIR ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})add_library(simtarget SHARED ${SIM_SRC_DIR}/*.c#这里可以替换成你想要的.c文件)target_include_directories(simtarget PUBLIC ${SIM_SRC_DIR})set_target_properties(simtarget PROPERTIES LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}OUTPUT_NAME LowVolStrategy)可以根据自己的实际情况修改，可以指定自己想要编译的核心策略对应的.c文件。为了方便我自己在Windows下也能正常进行编译调试，这个CMakeLists同样适用于windows环境（我本地采用VS 2022进行编译），真正地实现跨平台开发与调试。
2.3 编译输出so文件
编译输出就是常规的指令执行即可：
mkdir build cd build cmake..make执行结果如下：
到这一步说明执行成功！
2.4 查看对应的so发布件
查看当前build目录下是否生成对应的so发布件，如果有，说明编译成功~
2.5 windows平台生成lib
同理先在windows下进行cmake编译：
然后用VS 2022打开对应sln文件进行编译：
windows是生成对应的依赖库如下：
2.6 Qt工程中适配.pro文件
在对应的编译路径下添加新增的依赖库，记得也需要把头文件路径也包含进去：
windows下添加：
INCLUDEPATH+=$$PWD/alg/lowVolStrategy/#对应头文件目录LIBS+=-L$$PWD/lib/alg-lLowVolStrategy win32:!win32-g++: PRE_TARGETDEPS+=$$PWD/lib/alg/LowVolStrategy.liblinux下添加：
INCLUDEPATH+=$$PWD/alg/lowVolStrategy/#对应头文件目录LIBS+=-L$$PWD/lib/alg-lLowVolStrategy2.7 编译运行
编译程序，执行成功~
3、总结
3.1 改进项
- simulink转换纯C代码，说实话可读性比较差，不建议对源文件进行直接修改；因为修改源文件的话，后续重新生成C代码又得重新适配，所以能够通过上层工程进行编译改进是最好的方式；
- simulink的代码存在大量的全局接口、变量等，如果涉及到与外部的合作，其实是需要包装一层再对外暴露的，相当于自己实现业务适配层，但我觉得是有必要的，这样业务跟策略能够更好的解耦；
- 涉及跨平台的场景，尽量将CMakeLists等做得更通用一些，比如我前面介绍的那样；
3.2 启发
1、想到什么有时间就立马去做，越早尝试，越早发现问题；
2、一次性把事情做对，先不求做到最好，但一定往最好的方向不断靠近；
3、不断思考如何让工程架构更好、更优、更易于维护，有时候突破也不是要从0到1，也可以每次都比之前更优、更好、操作更便捷~