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🧰 matlab_tools/

💡 このページは概要です。詳細なコードやモデルは GitHubリポジトリ を参照してください。
ブラウザ上で直接ファイル閲覧・ダウンロード・履歴確認が可能です。
This page provides an overview. For detailed code and models, please refer to the GitHub repository.
You can browse, download, and check file history directly in the browser.

このディレクトリは、SimulinkやMATLABコードによる制御設計演習を支援する補助モジュール群です。
設計モデルからCコードへの変換や、将来的なVerilog連携（C→HDL）に向けた教材基盤としても活用されます。
This directory contains supplementary modules supporting control design exercises using Simulink and MATLAB code.
It also serves as an educational foundation for converting design models into C code and future integration with Verilog (C→HDL).

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📘 MATLAB / Simulink とは？

📘 What are MATLAB / Simulink?

MATLAB は、数値計算・可視化・プログラミングを統合した技術計算環境です。
Simulink は、MATLABと連携して動作するブロック線図ベースのモデルベースデザインツールであり、制御系設計・信号処理・システムシミュレーションに広く利用されています。
MATLAB is a technical computing environment integrating numerical analysis, visualization, and programming.
Simulink is a block-diagram-based model-based design tool working with MATLAB, widely used for control design, signal processing, and system simulation.

概要	説明	Summary	Description
MATLAB	スクリプトベースの数値計算環境。行列演算、関数定義、制御工学ツールボックスなどを利用可能。	MATLAB	Script-based numerical environment with matrix operations, function definitions, and control toolboxes.
Simulink	連続/離散システムをブロック線図で設計・シミュレーション。GUIベースで制御系構築が可能。	Simulink	Design and simulate continuous/discrete systems via block diagrams; GUI-based control design.
Simulink Coder	作成したモデルからC/C++コードを自動生成し、組込みシステムへ実装可能。	Simulink Coder	Automatically generate C/C++ code from models for embedded system implementation.

🎯 本教材は Simulinkでモデル設計 → Cコード生成 → HDL連携 までの流れを教育目的で支援します。
🎯 This material supports the flow from model design in Simulink → C code generation → HDL integration, for educational purposes.

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📁 内容構成 / Contents

ファイル / ディレクトリ	内容 / Description
getting_started.md	Simulink利用手順（基本操作〜モデル開発） How to use Simulink (basic operations to model development)
model_to_code.md	SimulinkモデルからCコード生成する手順 Steps to generate C code from Simulink models
pid_simulink_example.slx	PID制御のSimulinkモデル Simulink model for PID control
state_space_example.slx	状態空間モデル例（離散系設計） State-space model example (discrete-time design)

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🎯 活用目的 / Usage Purposes

• EduController の前段フェーズ（制御モデル設計）での Simulink 活用
• Cコード生成後、c_to_hdl/ による Verilog 化への導入
• PID 制御・状態空間制御などの設計検証

• MATLAB/Simulink 教育から自動化・HDL 連携までの一貫教材化

• Use Simulink in the pre-stage of EduController (control model design).
• After C code generation, introduce Verilog conversion via c_to_hdl/.
• Verify designs such as PID control and state-space control.
• Provide a consistent educational material flow from MATLAB/Simulink training to automation and HDL integration.

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🧭 利用フロー概要 / Usage Flow Overview

このツール群は モデル設計から RTL 検証まで を一気通貫でサポートします。
Cコードは 2系統（Simulink 生成 C / 手書き C）から入力でき、最終的に SoC_DesignKit_by_ChatGPT 内で HDL 化されます。

This toolchain supports a seamless flow from model design to RTL verification.
C code can be input from two sources (Simulink-generated C / handwritten C), and finally converted into HDL within SoC_DesignKit_by_ChatGPT.

1. Simulink または 手書き C (matlab_tools/)
   • Simulink モデルから 固定小数点 C コードを生成
   • または FSM / LLM 制御用の手書き C 関数を用意

   Simulink or handwritten C (matlab_tools/)

   • Generate fixed-point C code from Simulink models
   • Or prepare handwritten C functions for FSM / LLM control
2. Cコード → HDL (SoC_DesignKit_by_ChatGPT/c_to_hdl/)
   • C コードをテンプレートにマッピングし、Verilog/SystemVerilog と テストベンチを自動生成
   • PID / FSM / LLM 制御を 同一 SoC 内に統合可能

   C code → HDL (SoC_DesignKit_by_ChatGPT/c_to_hdl/)

   • Map C code into templates to auto-generate Verilog/SystemVerilog and testbenches
   • Integrate PID / FSM / LLM control into the same SoC
3. シミュレーション & 検証 (SoC_DesignKit_by_ChatGPT/testbench/)
   • 自動生成テストベンチで C と RTL の動作一致を確認

   Simulation & Verification (SoC_DesignKit_by_ChatGPT/testbench/)

   • Verify functional equivalence between C and RTL with auto-generated testbenches
4. 合成 & 展開
   • FPGA/ASIC フローに統合して実機検証へ

   Synthesis & Deployment

   • Integrate into FPGA/ASIC flow for real hardware validation

📐 ワークフロー全体図 / Workflow Overview

flowchart TB;
  A1["Simulink Model (matlab_tools)"];
  A2["Handwritten C (FSM + LLM)"];
  B["C code (fixed point)"];
  C["c_to_hdl - SoC DesignKit by ChatGPT"];
  D["RTL Generation (Verilog & SystemVerilog)"];
  E["Testbench (Simulation & Verification)"];
  F["FPGA & ASIC (Synthesis & Deployment)"];
  A1 --> B;
  A2 --> B;
  B --> C;
  C --> D;
  D --> E;
  E --> F;

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🔗 関連リンク / Related Links

ディレクトリ	役割	Directory	Role
c_to_hdl/	Cコードを Verilog HDL に変換（今後の展開）	c_to_hdl/	Convert C code to Verilog HDL (future work)
testbench/	HDL 化後のシミュレーション検証	testbench/	Simulation verification after HDL conversion
EduController	教材本体との統合演習（Part04, Part05 など）	EduController	Integrated exercises with main materials (e.g., Part04, Part05)

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🛠️ 今後の拡張予定 / Future Extensions

• Simulink + Embedded Coder による 自動 C コード生成 → HDL 変換支援
• fsm_simulink_example.slx の追加（状態遷移可視化設計）
• .m ファイル形式での 状態空間シミュレーションスクリプト追加

• Simulink モデルからの Python 連携（Simulink Compiler 活用）

• Support automatic C code generation → HDL conversion with Simulink + Embedded Coder.
• Add fsm_simulink_example.slx (visualized state transition design).
• Add state-space simulation scripts in .m format.

• Enable Python integration from Simulink models (using Simulink Compiler).

📖 参考ドキュメント / References

• 📘 MathWorks Official: Simulink Onramp
• 📘 Simulink Coder Documentation
• 📘 Control System Toolbox

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👤 著者・ライセンス | Author & License

📌 項目 / Item	📄 内容 / Details
著者 / Author	三溝 真一（Shinichi Samizo）
💻 GitHub

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📄 ライセンス / License

教材・コード・図表の性質に応じたハイブリッドライセンスを採用
Hybrid licensing based on the nature of the materials, code, and diagrams.

項目 / Item	ライセンス / License	説明 / Description
コード（Code）	MIT License	自由に使用・改変・再配布可 Free to use, modify, and redistribute
教材テキスト（Text materials）	CC BY 4.0	著者表示必須 Attribution required
図表・イラスト（Figures & diagrams）	CC BY-NC 4.0	非商用利用のみ可 Non-commercial use only
外部引用（External references）	元ライセンスに従う Follow the original license	引用元を明記 Cite the original source

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