树莓派上编译安装fftw

什么是FFTW？

FFTW ( the Faster Fourier Transform in the West) 是一个快速计算离散傅里叶的标准C语言程序集，其由MIT的M.Frigo 和S. Johnson 开发。可计算一维或多维实和复数据以及任意规模的DFT。FFTW 还包含对共享和分布式存储系统的并行变换，它可自动适应你的机器， 缓存，存储大小，寄存器个数。可以在树莓派、Android这些移动端装上FFTW库便于将数据进行频域变换、处理。以下是具体安装和配置过程。

安装过程

1、首先点击这里下载fftw-3.3.8.tar.gz 这个安装包，并通过远程桌面、scp、ftp或samba等传输到树莓派上。

2、使用tar zxvf fftw-3.3.8.tar.gz命令解压文件。

3、然后执行sudo mkdir /usr/local/fftw在/usr/local目录下创建fftw目录，也就是这个库的安装目录。

4、执行命令cd fftw-3.3.8进入到解压后的fftw库目录里。

5、 依此执行以下每条命令。 （需要编译安装两次。第一次编译安装单精度的，第二次编译安装双精度的。） 此过程比较漫长，需要耐心等待。

./configure --prefix=/usr/local/fftw --disable-fortran
make
sudo make install

make clean

./configure --enable-float  --prefix=/usr/local/fftw --disable-fortran
make
sudo make install

6、进入到/usr/local/fftw会有四个文件夹。

安装完成后进行测试

7、编写测试程序test_fftw.cpp进行验证，以下是测试代码。

//test_fftw.cpp

#include <complex>
#include <fftw3.h>
#include <math.h>
#include <iostream>

#define N 10

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
	fftw_complex in[N], out[N];
	fftw_plan p;
	
	p = fftw_plan_dft_1d(N, in, out, FFTW_FORWARD, FFTW_MEASURE);
	for(int i = 0; i < N; i++)
	{
		in[i][0] = i;
		in[i][1] = 0.0;
	}
	
	fftw_execute(p);
	
	for(int i = 0; i < N; i++)
	{
		cout<< out[i][0] << " " << out[i][1] << endl;
	}
	
	complex<double> temp = 0.0;
	for(int k = 0; k < N; k++)
	{
		double pi = 4 * atan(1.0);
		temp += exp(complex<double>(0.0, -2.0 * pi * 3 * k / N)) * complex<double>(in[k][0], in[k][1]);
	}
	
	cout << "out[3] is " << temp << endl;
	
	fftw_complex out1[N];
	fftw_plan p1;
	
	p1 = fftw_plan_dft_1d(N, out1, in, FFTW_BACKWARD, FFTW_MEASURE);
	
	for(int i = 0; i < N; i++)
	{
		out1[i][0] = out[i][0];
		out1[i][1] = out[i][1];
	}
	
	fftw_execute(p1);
	
	for(int i = 0; i < N; i++)
	{
		cout << in[i][0] << " " << in[i][1] << endl;
	}
	
	fftw_destroy_plan(p);
	fftw_destroy_plan(p1);
	
	return 0;
}

8、执行以下命令编译程序。

g++ test_fftw.cpp -o test_fftw -lfftw3 -I /usr/local/fftw/include -L /usr/local/fftw/lib

9、执行命令./test_fftw运行测试程序，结果如下。

从结果得知库已安装成功，以上是整个树莓派安装fftw库的全过程 。

参考资料

1、快速傅里叶变换 - MATLAB fft - MathWorks 中国
2、FFTW主页
3、fftw 编译安装说明 - 超算小站 - CSDN博客
4、树莓派安装fftw - zhangjun62的博客 - CSDN博客
5、关于FFTW3和NE10在树莓派2上执行FFT和IFFT的耗时比较 - 程序园
6、gpu-fftw/gpu_fftw: Run FFTW3 programs with Raspberry Pi GPU - fast ffts!