Exponenta Banner
exponenta event banner

Ускорение быстрых преобразований Фурье в сгенерированном автономном коде с помощью вызовов библиотеки FFTW

В этом примере показано, как производить вызовы определенной установленной библиотеки FFTW при создании автономного кода (статической библиотеки, динамически связанной библиотеки или исполняемой программы). Дополнительные сведения о FFTW см. в разделе www.fftw.org.

При создании функции MEX из кода MATLAB ®, включающей функции быстрого преобразования Фурье (FFT), генератор кода использует библиотеку, используемую MATLAB для алгоритмов FFT. Если создается автономный код C/C + +, по умолчанию генератор кода создает код для алгоритмов БПФ вместо создания вызовов библиотеки БПФ. Чтобы увеличить скорость быстрых преобразований Фурье в сгенерированном автономном коде, укажите, что генератор кода вызывает определенную установленную библиотеку FFTW.

Генератор кода производит вызовы библиотеки FFTW при выполнении всех следующих условий:

  • Код MATLAB вызывает одну из следующих функций:fft, fft2, fftn, ifft, ifft2, или ifftn.

  • Создается автономный код C/C + +.

  • У вас есть доступ к установке библиотеки FFTW версии 3.2 или более поздней.

  • Установка библиотеки FFTW задается в классе обратного вызова библиотеки FFT, производном от coder.fftw.StandaloneFFTW3Interface.

  • Вы устанавливаете CustomFFTCallback параметр конфигурации для имени класса обратного вызова. В приложении MATLAB Coder™ используйте параметр обратного вызова пользовательской библиотеки FFT.

Установка библиотеки FFTW

Если у вас нет доступа к установленной библиотеке FFTW версии 3.2 или более поздней, необходимо установить библиотеку. Для платформы Linux ® или Mac рекомендуется использовать диспетчер пакетов для установки библиотеки FFTW. Для платформы Windows ®, в дополнение к.dll файлы, вы должны иметь .lib импорт библиотек, как описано в примечаниях по установке Windows на веб-сайте FFTW.

См. инструкции по установке платформы на веб-сайте FFTW.

Запись класса обратного вызова FFT

Чтобы указать установку библиотеки FFTW, напишите класс обратного вызова FFT. Поделитесь классом обратного вызова с другими пользователями, которые хотят использовать эту библиотеку FFTW для вызовов FFTW в автономном коде.

Класс обратного вызова должен быть производным от абстрактного класса coder.fftw.StandaloneFFTW3Interface. Используйте этот пример класса обратного вызова в качестве шаблона. 

% copyright 2017 The MathWorks, Inc.

classdef useMyFFTW < coder.fftw.StandaloneFFTW3Interface
     
    methods (Static)
        function th = getNumThreads
            coder.inline('always');
            th = int32(coder.const(1));
        end
                
        function updateBuildInfo(buildInfo, ctx)
            fftwLocation = '/usr/lib/fftw';
            includePath = fullfile(fftwLocation, 'include');
            buildInfo.addIncludePaths(includePath);
            libPath = fullfile(fftwLocation, 'lib');
            
            %Double
            libName1 = 'libfftw3-3';
            [~, libExt] = ctx.getStdLibInfo();
            libName1 = [libName1 libExt];
            addLinkObjects(buildInfo, libName1, libPath, 1000, true, true);
            
            %Single
             libName2 = 'libfftw3f-3';
            [~, libExt] = ctx.getStdLibInfo();
            libName2 = [libName2 libExt];
            addLinkObjects(buildInfo, libName2, libPath, 1000, true, true);
        end
    end           
end

Реализация updateBuildInfo и getNumThreads методы. В updateBuildInfo метод, установка fftwLocation к полному пути для установки библиотеки. Набор includePath к полному пути к папке, содержащей fftw3.h. Набор libPath в полный путь к папке, содержащей файлы библиотеки. Если установка FFTW использует несколько потоков, измените getNumThreads для возврата количества потоков, которые требуется использовать.

Дополнительно можно реализовать следующие методы:

Создание вызовов библиотеки FFTW путем указания класса обратного вызова библиотеки FFT

Для создания вызовов библиотеки FFTW в автономном коде C:

  1. Запишите функцию MATLAB, которая вызывает функцию быстрого преобразования Фурье MATLAB. Например, записать функцию myfft который вызывает функцию MATLAB fft. 

    function y = myfft()
%#codegen
t = 0:1/50:10-1/50;                     
x = sin(2*pi*15*t) + sin(2*pi*20*t);
y = fft(x);         
end

  2. Определите объект конфигурации создания кода для статической библиотеки, динамически связанной библиотеки или исполняемой программы. Например, определите объект конфигурации для динамически связанной библиотеки.

    cfg = coder.config('dll');

  3. Укажите класс обратного вызова FFTW useMyFFTW.

    cfg.CustomFFTCallback = 'useMyFFTW';

    Класс обратного вызова должен находиться в пути MATLAB.

  4. Создать код. 

    codegen myfft -config cfg -report

Поиск библиотеки FFTW в среде выполнения

Библиотека FFTW должна быть доступна в среде выполнения. Если библиотека FFTW является общей, используйте переменные среды или параметры компоновщика, чтобы указать расположение библиотеки.

  • На платформе Windows измените переменную среды PATH.

  • На платформе Linux измените переменную среды LD_LIBRARY_PATH или используйте rpath вариант компоновщика.

  • На платформе macOS измените переменную среды DYLD_LIBRARY_PATH или используйте rpath вариант компоновщика.

Чтобы указать rpath linker, можно использовать информацию о построении addLinkFlags метод в updateBuildInfo метод вашего coder.fftw.StandaloneFFTW3Interface класс. Например, для компилятора GCC:

buildInfo.addLinkFlags(sprintf('-Wl,-rpath,"%s"',libPath));

См. также

Связанные темы

Внешние веб-сайты

Документация по кодеру MATLAB

Поддержка