工程开发中，我们想做一些使用频率不高但精度要求高的FFT运算，用FPGA做浮点FFT会占用大量资源，定点FFT又有截位的问题存在，因此用PS做浮点FFT是一个不错的选择
适用于armA9的FFT库有FFTw，Ne10和CMSIS-DSP。
CMSIS-DSP库包含各种信号处理库，但大部分都可以用PL来做，且其FFT最高只支持4096点，不是很好用。
Ne10库要求有系统，不能裸机运行，同时也只支持2的N次方倍FFT
而FFTw库支持任意点数FFT，虽然不支持定点，但也非常好的契合我们的需求(使用频率不高但精度要求高)

交叉编译工具链

安装交叉编译工具链，进入arm官网下载适用于自己系统的工具链
Downloads | GNU Arm Embedded Toolchain Downloads – Arm Developer
下面以Linux系统为例，将下载的压缩包复制到任意路径,执行以下命令，win系统则双击exe文件安装

tar -xjvf gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10-x86_64-linux.tar.bz2 -C gcc-arm-none-eabi --strip-components=1
sudo mv gcc-arm-none-eabi /opt/
sudo chmod -R 755 /opt/gcc-arm-none-eabi

添加环境变量，vim ~/.bashrc，添加以下代码，source ~/.bashrc

#arm工具链
export PATH="/opt/gcc-arm-none-eabi/bin:$PATH"

win环境也要把添加工具链bin文件添加到环境变量
执行which arm-none-eabi-gcc命令验证环境变量是否添加正确

编译FFTW库

下载源码

下载最新的FFTW库

wget http://www.fftw.org/fftw-3.3.10.tar.gz
tar -xvzf fftw-3.3.10.tar.gz
cd fftw-3.3.10

配置FFTW

运行以下命令配置 FFTW 以进行裸机运行
注意：记得将 --prefix=/home/milad/build 更改为你自己的地址。

./configure 
    --host=arm-none-eabi 
    --enable-float 
    --enable-neon 
    --disable-threads 
    --enable-static 
    --disable-shared 
    --prefix=/home/milad/build 
    CFLAGS="-O3 -mcpu=cortex-a9 -mfpu=neon -mfloat-abi=hard -ffast-math -ffreestanding -DFFTW_NO_TIMER" 
    LDFLAGS="-lm --specs=nosys.specs"  

编译

make
make install

得到如下目录结构，注意看lib文件夹下有没有libfftw3f.a

build
├── bin
│   ├── fftwf-wisdom
│   └── fftw-wisdom-to-conf
├── include
│   ├── fftw3.f
│   ├── fftw3.f03
│   ├── fftw3.h
│   ├── fftw3l.f03
│   └── fftw3q.f03
├── lib
│   ├── cmake
│   │   └── fftw3
│   │       ├── FFTW3fConfig.cmake
│   │       └── FFTW3fConfigVersion.cmake
│   ├── libfftw3f.a
│   ├── libfftw3f.la
│   └── pkgconfig
│       └── fftw3f.pc
└── share
    ├── info
    │   ├── dir
    │   ├── fftw3.info
    │   ├── fftw3.info-1
    │   └── fftw3.info-2
    └── man
        └── man1
            ├── fftwf-wisdom.1
            └── fftw-wisdom-to-conf.1

工程配置

打开vitis工程，进入userconfig.cmake文件
添加头文件路径

添加FFTW库

添加编译器杂项(Other flags)

"-mfpu=neon-vfpv4 -mcpu=cortex-a9 -mfloat-abi=hard"

FFT测试

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include <fftw3.h>

void _gettimeofday(void){}; 
int main() {
    //100点FFT测试
    int N = 100;
    fftwf_complex in[N], out[N];
    fftwf_plan p;

    p = fftwf_plan_dft_1d(N, in, out, FFTW_FORWARD, FFTW_ESTIMATE);

    // Set input values
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        in[i][0] = i;  // Real part
        in[i][1] = 0;  // Imaginary part
    }

    fftwf_execute(p);
    fftwf_destroy_plan(p);
    print("FFTOKn");
    //Print output
    for (int i = 0; i < N; i++)
      printf("out[%d] = %f + %fin", i, out[i][0], out[i][1]);

    return 0;
} 

串口打印结果如下

FFTOK
out[0] = 4950.000000 + 0.000000i
out[1] = -49.999977 + 1591.025879i
out[2] = -49.999981 + 794.727295i
out[3] = -50.000000 + 528.944702i
out[4] = -50.000031 + 395.790741i
out[5] = -50.000000 + 315.687592i
out[6] = -49.999985 + 262.109161i
out[7] = -49.999996 + 223.687149i
out[8] = -50.000031 + 194.737122i
out[9] = -50.000008 + 172.101135i
out[10] = -50.000000 + 153.884186i
...