Exponenta Banner

Пример БПФ

Этот пример показывает, как двумерное преобразование Фурье может использоваться на оптической маске, чтобы вычислить ее дифракционный шаблон. Создайте логический массив, который задает оптическую маску с маленькой, круговой апертурой. 

n = 2^10;                 % size of mask
M = zeros(n);
I = 1:n; 
x = I-n/2;                % mask x-coordinates 
y = n/2-I;                % mask y-coordinates
[X,Y] = meshgrid(x,y);    % create 2-D mask grid
R = 10;                   % aperture radius
A = (X.^2 + Y.^2 <= R^2); % circular aperture of radius R
M(A) = 1;                 % set mask elements inside aperture to 1
figure
imagesc(M)                % plot mask
axis image

DP = fftshift(fft2(M));
imagesc(abs(DP))
axis image

Подготовьте myFFT к созданию ядра

Создайте функцию точки входа myFFT, который вычисляет 2D преобразование Фурье маски при помощи функции fft2. Используйте функцию fftshift, чтобы перестроить вывод так, чтобы нулевая частотная составляющая находилась в центре. Чтобы сопоставить эту функцию с ядром графического процессора, поместите прагму coder.gpu.kernelfun в функции.

function [DP] = myFFT(M)

coder.gpu.kernelfun();

DP = fftshift(fft2(M));

Сгенерированный код CUDA

Когда вы генерируете код CUDA®, GPU Coder™ создает вызовы функции (cufftEnsureInitialization), чтобы инициализировать cuFFT библиотеку, выполнить операции FFT и выпустить аппаратные ресурсы, которые использует cuFFT библиотека. Отрывок сгенерированного кода CUDA:

void myFFT(myFFTStackData *SD, const real_T M[1048576], creal_T DP[1048576])
 {
  ...
  cudaMemcpy((void *)gpu_M, (void *)M, 8388608ULL, cudaMemcpyHostToDevice);
  myFFT_kernel1<<<dim3(2048U, 1U, 1U), dim3(512U, 1U, 1U)>>>(gpu_M, gpu_b);
  cufftEnsureInitialization(1024, CUFFT_D2Z, 1024, 1024);
  cufftExecD2Z(*cufftGlobalHandlePtr, (cufftDoubleReal *)&gpu_b[0],
               (cufftDoubleComplex *)&gpu_y1[0]);
  ...
  myFFT_kernel2<<<dim3(2048U, 1U, 1U), dim3(512U, 1U, 1U)>>>(gpu_y1, gpu_y);
  cufftEnsureInitialization(1024, CUFFT_Z2Z, 1024, 1024);
  cufftExecZ2Z(*cufftGlobalHandlePtr, (cufftDoubleComplex *)&gpu_y[0],
               (cufftDoubleComplex *)&gpu_DP[0], CUFFT_FORWARD);
  ...
  cufftEnsureDestruction();
  ...
 }

Первый вызов функции cudaMemcpy передает 1024x1024 вход M с двойным знаком к памяти графического процессора. Ядро myFFT_kernel1 выполняет предварительную обработку входных данных перед cuFFT вызовами библиотеки. Двумерный вызов преобразования Фурье fft2 эквивалентен вычислению fft(fft(M).').'. Поскольку пакетные преобразования обычно имеют более высокую производительность по сравнению с одним преобразованиями, GPU Coder имеет два 1D вызова cuFFT cufftExecD2Z, чтобы вычислить действительное к комплексу прямое преобразование с двойной точностью входа M, сопровождаемого cufftExecZ2Z, чтобы выполнить преобразование от комплекса к комплексу с двойной точностью результата. Вызов cufftEnsureDestruction() уничтожает и освобождает все ресурсы графического процессора, сопоставленные с cuFFT вызовом библиотеки.

Документация GPU Coder
Поддержка