【研发日记】Matlab/Simulink避坑指南(十)——移位溢出Bug

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前言

        见《研发日记，Matlab/Simulink避坑指南(五)——CAN解包 DLC Bug》

        见《研发日记，Matlab/Simulink避坑指南(六)——字节分割Bug》

        见《研发日记，Matlab/Simulink避坑指南(七)——数据溢出钳位Bug》

        见《研发日记，Matlab/Simulink避坑指南(八)——else if分支结构Bug》

        见《研发日记，Matlab/Simulink避坑指南(九)——可变数组应用Bug》

背景介绍

        最近在一个项目中，使用Simulink写一段嵌入式代码，功能是把两个8位的数据，按照Motorola格式拼接成一个16位数据。乍一看感觉挺简单，想着直接用一个MATALAB Function 函数bitshift（x,8）然后相加就能搞定了，但是就这么一个小应用让我栽了跟头，在整个工程中排查了几个小时才找到问题。下面就来分享一下这一小段个人经历。

        一开始代码调试的时候很顺利，我用一个等式直接把计算结果转换成uint16型输出。代码大概是下面这个样子：

function y = fcn(u1, u2)
 
y = uint16(bitshift(u1,8) + u2);

问题描述

        按照上述示例，预想应该可以正常运行，但是实际运行时溢出部分的数据还是出现了异常，示例如下：

分析排查

        使用前两天刚刚解锁的Debug技能《【研发日记】Matlab/Simulink技能解锁(二)——在Function编辑窗口Debug》，来调试一下MatlabFunction函数，示例如下：

        打上断点，执行完这行代码之后，u1、u2和y的值都能看到，但是看不出来出错的原因。

        所以，我把这行代码拆开，继续调试，示例如下：

        上述几行代码执行完之后，发现u1移位后的结果是0，根据这个数据特种推测，可能是Matlab没有自动补位，所以数据溢出了，问题应该就出在这里。

解决方案

        根据上面的分析，调整数据处理的顺序，我把uint16类型转换放在前面，然后再进行移位和相加，代码示例如下：

function y = fcn(u1, u2)

y = bitshift(uint16(u1),8) + uint16(u2);

        重新运行程序，问题不再出现，Bug修复完工，示例如下：

        至此，这个拼接两个8位的数据的应用就算是能用起来了。

总结归纳

        那么这个代码调试过程，发现的问题可以积累下来这么几条小经验以供自己将来使用，也给广大网友参考：

        1、函数bitshift（x,1）实现移位的算法，左移不能自动补位，而是直接把溢出的bit舍弃掉了；

        2、Simulink中实现同样移位功能的库模块Shift Arithmetic，也是同样的溢出规则；

        3、在MATALAB Function中Debug时，步进的最小粒度是行，能查看Value的最小粒度是有命名的变量。对于有连续运算的表达式，需要查看计算过程Vlaue时，可以定义一些临时变量，把计算过程付给它即可。

        以上就是本人在解决移位溢出Bug时，一些个人理解和分析的总结，首先介绍了基本的项目背景，然后描述了问题的想象，最后分析排查了Bug原因，并给出了问题解决方案。

        后续还会分享其他的，使用Matlab/Simulink进行研发时遇到的Bug，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。

        上述例程使用的Demo工程，可以到笔者的主页查找和下载。

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