DSP芯片的原理与开发应用(第4版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张雄伟 著

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• 第四版

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121073816

商品编码：29488103433

包装：平装

出版时间：2009-03-01

基本信息

书名：DSP芯片的原理与开发应用(第4版)

定价：49.80元

作者：张雄伟

出版社：电子工业出版社

出版日期：2009-03-01

ISBN：9787121073816

字数：

页码：

版次：4

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.640kg

编辑推荐

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内容提要

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本书由浅入深、全面系统地介绍了DSP芯片的基本原理、开发和应用。首先介绍了DSP芯片的基本结构和特征，以及定点和浮点DSP处理的运算基础；其次介绍了DSP芯片的开发工具，重点介绍了目前广泛应用的CCS集成开发环境及其使用方法：接着，介绍了基于C语言和汇编语言的开发方法以及DSP芯片的存储资源管理，较为详细地介绍了DSP系统的软硬件设计方法；后，通过三个应用实例介绍了定点和浮点DSP芯片的系统开发过程，并介绍了数字滤波器和FFT等常用数字信号处理算法的DSP实现。
本书的目的是使读者了解DSP芯片的基本原理和常用DSP芯片的应用，熟悉DSP芯片开发工及使用方法，掌握DSP系统的软硬件设计和应用系统开发方法，具备从事DSP芯片软硬件设计和系统开发的能力。
本书的特点是：结构清晰、内容全面、举例丰富、实用性强，可作为电子信息类学科的研究生和相关专业高年级大学生的教材，也可作为DSP芯片应用人员的培训教材，对于从事DSP芯片开发应用的科技人员和高校教师也具较高的参考价值。

目录

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章 概述
1.1 引言
1.2 DSP系统
1.2.1 DSP系统的基本构成
1.2.2 DSP系统的特点
1.2.3 DSP系统的设计
1.2.4 DSP系统的开发
1.3 DSP芯片
1.3.1 DSP芯片的定义
1.3.2 DSP芯片的特点
1.3.3 DSP芯片的发展
1.3.4 T1公司的DSP芯片
1.3.5 DSP芯片的分类
1.3.6 DSP芯片的选择
1.3.7 DSP系统的运算量
1.3.8 DSP芯片的应用
1.4 小结
1.5 习题与思考题
第2章 DSP芯片的基本结构和特征
2.1 引言
2.2 DSP芯片的基本结构
2.3 中央处理单元（CPU）
2.3.1 算术逻辑单元（ALU）
2.3.2 累加器
2.3.3 桶形移位寄存器
2.3.4 乘累加单元
2.3.5 寻址单元
2.4 总线结构和流水线
2.5 片内存储器
2.6 集成外设
2.6.1 通用的接口
2.6.2 定时器
2.6.3 主机接口（HPI）
2.6.4 串行口
2.6.5 软件可编程等待状态产生器
2.7 T1定点DSP芯片
2.7.1 早期的定点DSP芯片
2.7.2 TMS320C2000系列
2.7.3 1MS320C5000系列
2.7.4 TMS320C62x／C64x系列
2.8 T1浮点DSP芯片
2.8.1 TMS320C3x
2.8.2 TMS320C67x
2.9 其他DSP芯片简介
2.9.1 AD公司的DSP芯片
2.9.2 AT&T;公司DSP芯片
2.9.3 Motorola公司DSP芯片
2.10 小结
2.11 习题与思考题
第3章 DSP的数值运算基础
3.1 引言
3.2 定点的基本概念
3.2.1 数的定标
3.2.2 数的转换
3.2.3 溢出保护
3.2.4 符号扩展
3.2.5 舍入与截尾
3.3 定点运算实现的基本原理
3.3.1 加法，减法运算的C语言定点模拟
3.3.2 乘法运算的C语言定点模拟
3.3.3 除法运算的C语言定点模拟
3.3.4 程序变量的Q值确定
3.3.5 浮点至定点变换的C程序举例
3.4 DSP定点算术运算实现的基本原理
3.4.1 定点乘法
3.4.2 定点加法
……
第4章 DSP芯片的开发环境
第5章 基于C语言的DSP芯片开发
第6章 DSP芯片的存储资源管理
第7章 TMS320C5000DSP芯片的汇编语言
第8章 基于C和汇编语言混合编程的DSP芯心开发
第9章 DSP芯片集成外设的开发
0章 DSP脱机系统设计
1章 DSP硬件系统设计
2章 DSP芯片应用系统开发实例
3章 数字滤波器算法的DSP实现
4章 FFT算法的DSP实现
附录A TMS320C54X指令集
附录B TI格式文件转化为二进制文件
附录C 8位律/16位线性互换的C语言程序
附录D 律到线性变换表
陵录E 缩写词的英文对照
参考文献μ

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字信号处理（第四版）》深度解析 本书是一本面向广大电子信息类专业学生、工程师及科研人员的经典教材，旨在系统、全面地阐述数字信号处理（DSP）的核心概念、基本原理、关键算法以及实际开发应用。全书力求以严谨的学术态度，结合大量实例，深入浅出地讲解DSP技术的理论基础与工程实践。 第一部分：数字信号处理基础理论 本部分是全书的基石，将从最基础的信号和系统概念讲起，逐步引导读者进入数字信号处理的广阔领域。 绪论： 开篇将简要介绍信号的分类（模拟信号与数字信号）、系统的基本概念（线性、时不变、因果等），以及数字信号处理在现代科技中的重要地位和应用前景，如通信、音频、图像、雷达、生物医学工程等。通过一些直观的例子，激发读者对DSP的兴趣，并为后续内容的学习打下铺垫。 离散时间信号与系统： 详细讨论离散时间信号的定义、表示方法（如单位脉冲序列、单位阶跃序列、指数序列等）及其基本运算。深入讲解离散时间系统的基本性质，包括线性、时不变性、因果性、稳定性等。重点介绍如何通过差分方程来描述LTI（线性时不变）系统，并引入卷积的概念，它是LTI系统分析的核心工具。读者将学习如何计算系统的零输入响应和零状态响应，从而全面理解系统的行为。 离散傅里叶变换（DFT）： 这是DSP理论中最具革命性的部分之一。本书将详细阐述DFT的定义、性质（如周期性、对称性、线性性质、时移性质、频率移性质、卷积性质、相关性质等）以及其在信号频谱分析中的重要作用。在此基础上，将重点讲解快速傅里叶变换（FFT）算法，包括蝶形运算、按位反序等关键技术，并分析其在计算效率上的巨大优势。通过FFT，可以高效地获得信号的频率成分，为后续的滤波、分析等奠定基础。 Z变换： Z变换是处理离散时间系统和信号的重要数学工具，它将时域的运算转化为复域的运算，极大地简化了系统分析。本书将系统地介绍Z变换的定义、收敛域的概念，以及其基本性质，如线性性、时移性、乘法性质、卷积性质等。重点讲解如何利用Z变换来分析离散时间系统的频率响应、稳定性以及阶跃响应和脉冲响应。读者将学会如何通过Z变换求解线性常系数差分方程。 滤波器理论： 滤波器是DSP中最基本也是最重要的处理模块之一。本部分将分为两大类进行讲解： 无限冲激响应（IIR）滤波器： 详细介绍IIR滤波器的设计原理，包括如何利用模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）通过脉冲响应不变法、双线性变换法等模拟-数字转换技术设计数字滤波器。分析IIR滤波器在设计复杂度和计算量方面的优势与劣势。 有限冲激响应（FIR）滤波器： 重点讲解FIR滤波器的设计方法，如窗函数法（包括矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）、频率采样法、最优（Parks-McClellan）算法等。深入分析FIR滤波器具有线性相位特性、易于实现稳定等优点，并探讨其在音频处理、谱分析等领域的广泛应用。 第二部分：数字信号处理的高级理论与算法 在掌握了DSP的基础理论后，本部分将进一步深入探讨更高级的算法和技术，以应对更复杂的信号处理需求。 采样定理与重构： 详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，解释了如何根据信号的最高频率来确定采样率，以避免混叠现象。深入讨论采样过程中的实际问题，如欠采样、过采样及其应用。同时，还将介绍采样信号的重构方法，即如何从离散信号中恢复原始连续信号，这对于模拟信号的数字化与再现至关重要。 随机信号处理： 现实世界中的许多信号都带有随机性，因此随机信号处理是DSP中不可或缺的一部分。本部分将介绍随机信号的基本概念，如概率密度函数、均值、方差、自相关函数、互相关函数等。重点讲解平稳随机过程的统计特性，以及如何利用这些特性来分析和预测信号的行为。此外，还将涉及谱估计方法，如周期图法、改进的周期图法、Welch法等，用于估计随机信号的功率谱密度。 自适应信号处理： 自适应信号处理是DSP领域的一个重要分支，其核心思想是能够根据信号的统计特性变化自动调整滤波器参数。本部分将详细介绍自适应滤波器的基本原理，包括最小均方（LMS）算法及其各种改进算法（如归一化LMS、NLMS）。深入探讨自适应滤波器的应用，例如噪声消除、回声消除、均衡器设计等，展示其在动态环境下的强大适应能力。 多速率信号处理： 当需要以不同速率处理信号时，多速率信号处理技术就显得尤为重要。本部分将介绍信号的升采样（插值）和降采样（抽取）操作，以及它们对信号频谱的影响。详细讲解多速率滤波器的结构和设计，并介绍多相滤波器组、去相关器等常用多速率处理模块。多速率信号处理在通信系统、数据压缩、多媒体处理等领域有着广泛的应用。 数字滤波器实现： 在理论设计完成后，如何高效地将数字滤波器实现在硬件或软件平台上是工程实践的关键。本部分将讨论数字滤波器的直接实现结构、移位累加器结构（CAS）、格子结构等。重点介绍固定点和浮点运算对滤波器性能的影响，以及量化误差、溢出等问题。此外，还将简要介绍DSP处理器上实现滤波器算法的优化技巧。 第三部分：DSP芯片的开发应用 在系统学习了DSP的理论基础和算法后，本部分将聚焦于DSP芯片的开发和实际应用，帮助读者将理论知识转化为工程实践。 DSP处理器架构与指令集： 详细介绍主流DSP处理器的基本架构，包括Harvard架构、哈佛结构、程序控制单元、数据处理单元、存储器接口、输入/输出接口等。深入讲解DSP处理器特有的指令集，如MAC（乘累加）指令、饱和运算指令、位反序指令等，以及这些指令如何高效地执行DSP算法。 DSP开发环境与工具链： 介绍DSP芯片的开发流程，包括嵌入式C语言编程、汇编语言编程、汇编与C混合编程。详细讲解常用的DSP集成开发环境（IDE），如Code Composer Studio (CCS)、Keil MDK等。介绍交叉编译、链接、调试等关键环节，以及如何利用仿真器、逻辑分析仪等工具进行软硬件联合调试。 DSP典型应用案例分析： 本部分将通过一系列具体的工程应用案例，展示DSP芯片的强大能力和实际价值。 通信系统： 例如，讲解在基带信号处理中如何应用DSP进行调制解调、信道编码与解码、均衡等。 音频信号处理： 介绍DSP在数字音频编码（如MP3、AAC）、降噪、混响、均衡器、语音识别等方面的应用。 图像和视频处理： 讲解DSP在图像滤波、边缘检测、特征提取、视频压缩（如H.264、HEVC）、运动估计等方面的应用。 控制系统： 介绍DSP在电机控制、伺服系统、电力电子等领域中的应用，以及如何通过DSP实现高精度的实时控制。 生物医学信号处理： 讲解DSP在心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号的采集、滤波、分析以及医学影像重建等方面的应用。 DSP开发实例与实践： 结合一些具体的DSP开发实例，指导读者从零开始构建一个DSP应用。例如，可能会通过一个简单的音频滤波器设计，或者一个基础的信号采集与处理流程，带领读者完成从需求分析、算法选择、软件实现到最终验证的全过程。这些实例将帮助读者巩固所学理论，并获得宝贵的实践经验。 DSP前沿技术与发展趋势： 简要介绍DSP领域的新技术和发展方向，如高性能DSP架构、低功耗DSP设计、FPGA与DSP的结合、人工智能在DSP中的应用等，帮助读者了解行业动态，保持技术的前瞻性。 本书通过上述各部分的系统讲解，力求让读者不仅能够深入理解数字信号处理的理论精髓，还能掌握将这些理论应用于实际工程开发的技能，为在各个相关领域的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是DSP初学者的一场及时雨！我一直对数字信号处理很感兴趣，但总觉得它像一门神秘的学科，各种算法、硬件细节让人望而却步。直到我翻开《DSP芯片的原理与开发应用（第4版）》，才发现原来DSP并没有那么高不可攀。作者用一种非常直观易懂的方式，从最基础的概念讲起，比如采样定理、量化误差，这些我之前觉得枯燥乏味的理论，在这本书里变得生动有趣。他会结合实际的信号流图，一步步解析DSP芯片内部的架构，比如MAC单元、DMA控制器，这些核心部件的功能和协同工作原理，让我对“硬件”有了更清晰的认识。而且，书中还穿插了很多实际的例子，比如音频滤波、FFT变换，这些应用场景的讲解，让我能够将理论知识与实际应用联系起来，更能体会到DSP的强大之处。即使是对DSP完全陌生的读者，也能通过这本书找到入门的钥匙，打开通往DSP世界的大门。我特别喜欢的是，作者并没有一味地堆砌公式，而是通过大量的图示和流程图，帮助读者理解复杂的概念，这一点对于我这样更偏向视觉化学习的人来说，简直是福音。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对嵌入式系统和信号处理都有浓厚兴趣的学生，在选择DSP相关书籍时，我尤其看重内容的系统性和前瞻性。《DSP芯片的原理与开发应用（第4版）》正是满足了我对这两点的期望。这本书的结构安排非常合理，从DSP的基本原理出发，逐步深入到具体的芯片架构、指令集，再到高级应用，形成了一个完整的知识体系。作者在讲解过程中，不仅仅局限于某一个特定的DSP系列，而是选择了具有代表性的架构进行深入剖析，同时也会提及不同厂商的特点和发展趋势，这让我能够建立起对整个DSP领域的宏观认识，而不至于被局限于某个单一的技术栈。而且，这本书在“开发应用”方面的内容，给我的学习提供了极大的实践指导。它会教你如何进行硬件选型、软件开发环境的搭建、调试技巧，以及如何进行性能优化。这对于我们这些还在学习阶段的学生来说，能够提前接触到工业界的开发流程和方法，是非常宝贵的。书中提供的各种练习题和思考题，也能够很好地巩固我们的学习成果，让我对DSP的学习更加扎实和自信。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对技术迭代保持高度关注的研究者，我始终在寻找能够反映行业最新动态的资料。《DSP芯片的原理与开发应用（第4版）》在这方面做得相当出色。书中不仅回顾了DSP发展的经典历程，更重点突出了近年来在算法和硬件上的突破性进展。例如，对于人工智能和机器学习在边缘计算中的应用，DSP所扮演的关键角色，以及相关的硬件加速技术，都有非常详尽的阐述。作者还探讨了FPGA与DSP的融合设计，以及在物联网设备中，DSP的功耗优化和实时性保障等前沿课题。这些内容对于我正在进行的研究项目，提供了非常及时和有价值的参考。书中对新一代DSP指令集、流水线技术、缓存机制的深入解析，也让我对高性能计算的实现有了更深层次的理解。这本书并非仅仅是一本技术手册，它更像是对DSP领域未来发展趋势的一次深刻洞察，能够帮助读者把握住技术发展的脉搏，为未来的研发方向提供指引。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有几年DSP开发经验的工程师，我一直致力于寻找能够深化理解和拓展视野的书籍，而《DSP芯片的原理与开发应用（第4版）》绝对没有让我失望。这一版的更新，让我看到了作者在紧跟技术发展步伐上的努力。书中对新一代DSP架构的介绍，尤其是对一些高端处理器的特性挖掘，比我之前接触的资料要深入得多。比如，关于多核DSP的并行处理机制、异构计算的融合应用，还有在人工智能领域，DSP如何扮演更重要的角色，这些内容都让我眼前一亮。书中不仅讲解了原理，更侧重于“开发应用”，提供了很多实用的代码示例和调试技巧，这些都是在实际工作中能直接用到的宝贵经验。我特别欣赏的是，书中并没有停留在理论层面，而是通过大量的实战项目案例，展示了如何在各种应用场景下，如通信系统、医疗设备、工业自动化等，高效地利用DSP芯片实现高性能的信号处理。这本书更像是我的一个开发助手，在遇到瓶颈时，总能在里面找到启发和解决方案，它的深度和广度都足以支撑起一个专业开发者的日常工作需求。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我之前对DSP的理解仅仅停留在“数字处理”的模糊概念上，各种术语和概念像一团乱麻。阅读《DSP芯片的原理与开发应用（第4版）》的过程，就像是被一位经验丰富的向导，一步步地将我从迷雾中带出来。作者非常注重基础概念的普及，他用非常生动形象的比喻来解释像傅里叶变换、滤波器设计这样抽象的数学原理，让我能很快抓住核心思想。书中对DSP芯片硬件架构的讲解，更是让我茅塞顿开。我一直觉得芯片内部是一个黑箱，但这本书详细拆解了其中的各个模块，比如ALU、乘累加器（MAC）、存储器接口等，并解释了它们是如何协同工作的，这让我对DSP的“高效”有了切身的体会。更重要的是，书中提供了大量的实际开发案例，从音频信号处理的入门级应用，到一些更复杂的通信信号解调，这些案例的源码分析都非常到位，让我能看到理论是如何转化为实际功能的。这本书记载了作者多年的实践经验，对于想要快速上手DSP开发的读者来说，这本书的价值简直无法估量。