[发明专利]脉冲星相干消色散系统及方法

权利要求书

1.一种相干消色散的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：读取脉冲星基带数据；对主机端CPU和设备端GPU变量和参数进行初始化；

步骤2：CPU和GPU的数据处理相对独立，通过指针传递方式，交换数据；

步骤3：将CPU内存的数据复制到GPU显存；

步骤4：设置及初始化FFT plan，使用cufftPlan1d(plan,fftsize,CUFFT_C2C,BATCH)设置1D复数到复数FFT算法执行规则；

步骤5：计算FFT算法；

步骤6：CPU启动GPU kernel函数，分配GPU多线程任务，在频率域，计算脉冲星信号与星际介质函数chirp的乘法运算，在设备端GPU的多线程执行相干消色散处理算法；

步骤7：将GPU Kernel处理的结果转换成时域信号，设置1D逆IFFT plan，即计算逆快速傅里叶变换；

步骤8：将处理结果复制到CPU，并且数据重叠的部分去掉；

步骤9：写入文件，如果所有数据的消色散处理结束，释放GPU设备端开辟的内存资源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中脉冲星基带数据的格式为psrdada，文件包含头部信息和数据部分；

所述主机端CPU和设备端GPU变量和参数包括观测频率、带宽及DM值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中主机端CPU使用cudaMalloc函数，分配GPU内存空间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中GPU显存和CPU内存之间的数据传输，通过C和CUDA API的内存管理函数来实现的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中的FFT运算中N点复数采样的FFT中重叠n_DM点采样，FFT的运算使用CUDA并行架构的cuFFT library，其函数是一个全局函数，在整个程序中有效，并且只有Host能够调用该函数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述FFT的运算无法在GPU上执行整个运算，完成cuFFT函数调用后，控制权将返回主机。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中在GPU中计算星际介质逆传输函数，与CPU算法不同之处在于，FFT信号与H^-1(f)的复数乘法在GPU中进行独立并行计算，节省时间以及消除内存访问的延迟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤7中利用cuFFT的cufftExecC2C()函数并行高速实现快速傅里叶逆变换算法，将GPU Kernel处理的结果转换成时域信号。

9.一种采用如权利要求1-8任一所述的方法的相干消色散的系统，其特征在于，包括CPU和GPU，软件开发环境包括CUDA和Linux操作系统。

10.根据权利要求9所述的相干消色散的系统，其特征在于，所述CPU选用Intel XeonE5-1620 CPU，所述GPU选用NVIDIA GPU，所述CUDA选用CUDA 10.0，所述Linux操作系统选用Ubuntu 18.04。