Exponenta Banner
exponenta event 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