CMSIS-DSP – Blowing in the wind

ラズピコ２の特徴の一つである、FPUとGPUを活用するのにちょうど良さそうなのがARM系プロセッサ向けに用意されているCMSIS-DSP、ラズピコのハードにも最適化されているので、例えばArduinoライブラリよりもFFT処理が高速化できるし、MNISTで使っている事例もあります

ラズピコに比較しておよそ5倍程度の高速化というような情報もあります

以下、VScodeでラズピコ２の環境を用意したので、コードからCMSIS-DSPを使えるようにします

<実行環境>

ラズピコ２W + デバッグボード、M4 MacBook、VScode + Raspberry pi pico extension

参考になったのは、やはりRaspberryPI財団のページで、

手順を述べると、

① ラズピコにカスタマイズされたスタティックライブラリを作成する

作成されるのは、libCMSISDSP.aという名称になります

② main.cからは①で作成したスタティックライブラリと、CMSIS関連ヘッダファイル群を呼び出せるようにinclucdeする

1-1 CMSIS-DSPのライブラリを作成するためのディレクトリ構成

ビルドの例は以下の通り、

mkdir build
cd build
cmake ..
make -j4

1-2 サンプルプログラムとCMSIS-DSPライブラリの組み込み

にあるFFTを実行するサンプルプログラムをそのまま使用しました

“arm_math.h”がCMSIS-DSPを使用するための宣言です

VScodeで作成されたCMakeファイルに、以下の🔴部分の3行を追加します

これでRASPBERRY PI PICO PROJECTのCompile ProjectでUF2ファイルが作成されて、Flushすればラズピコ上で動作開始します

③ 実行結果

USBシリアルのポートは二つ見えますが、常時見えているのがデバッガー側、ラズピコ２側は瞬間でしか見えないので要注意、というかデバッガ使わないと見ることはできないと思う

コンソールに印字された結果（256個出てきますが、re/imの組み合わせなので実質128個、それの二乗平均しています）をコピーしてリニア軸で図にすると、

さらに、対数軸で見てみると、

それらしいグラフになっています

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