DSP芯片的原理與開發應用(第3版) 張雄偉,陳亮,徐光輝 9787505384286 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張雄偉，陳亮，徐光輝 著

圖書標籤:

• DSP
• 數字信號處理
• 芯片
• 嵌入式係統
• 開發
• 應用
• 張雄偉
• 陳亮
• 徐光輝
• 通信

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787505384286

商品編碼：29524612223

包裝：平裝

齣版時間：2003-02-01

基本信息

書名：DSP芯片的原理與開發應用(第3版)

定價：39.00元

作者：張雄偉,陳亮,徐光輝

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2003-02-01

ISBN：9787505384286

字數：760韆

頁碼：461

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書首先介紹瞭廣泛應用的DSP芯片的基本結構和特徵，以及定點和浮點DSP處理中的一些關鍵問題；其次介紹瞭目前應用*廣的TI DSP芯片中的TMS320C5000係列及其硬件結構、匯編指令和尋址方式；然後介紹瞭基於C和匯編語言的開發方法、能過三個應用係統介紹瞭定點和浮點DSP芯片的開發過程，較為詳細介紹瞭DSP係統的軟硬件設計方法，通過三個應用係統介紹瞭定點和浮點DSP芯片的開發過程，並介紹瞭數字濾波器和FFT等常用數字信號處理算法的DSP實現；*後，為便於教學之用，提供瞭DSP實驗指導

內容提要

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本書由淺入深、全麵係統地介紹瞭DSP芯片的基本原理、開發和應用。首先介紹瞭廣泛應用的DSP芯片的基本結構和特徵，以及定點和浮點DSP處理中的一些關鍵問題；其次介紹瞭目前應用廣的TI DSP芯片中的TMS320C5000係列及其硬件結構、匯編指令和尋址方式；然後介紹瞭基於C和匯編語言的開發方法、能過三個應用係統介紹瞭定點和浮點DSP芯片的開發過程，較為詳細介紹瞭DSP係統的軟硬件設計方法，通過三個應用係統介紹瞭定點和浮點DSP芯片的開發過程，並介紹瞭數字濾波器和FFT等常用數字信號處理算法的DSP實現；後，為便於教學之用，提供瞭DSP實驗指導。
本書的目的是使讀者瞭解DSP芯片的基本原理和常用DSP芯片的應用，熟悉DSP芯片開發工具及使用，掌握DSP係統的軟硬件設計和應用係統開發方法，具備獨立從事DSP應用開發的能力。
本書內容全麵、舉例豐富、實用性強，可作為通信和電子專業研究生和高年級大學生的教材以及DSP芯片應用人員的培訓教訓，對於從事DSP芯片開發應用的科技人員和高校教師也具重要的參考價值。

目錄

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章概述第2章DSP芯片的基本結構和特徵第3章DSP芯片的定點運算第4章DSP芯片的浮點運算第5章TMS320C5000係列DSP芯片的硬件結構第6章TMS320C5000DSP芯片的匯編語言第7章公共目標文件格式——COFF第8章DSP芯片的開發工具及應用第9章CCS集成開發環境的特徵環境的特徵及使用0章基於C語言的DSP芯片開發1章基於C和匯編語言混閤的DSP芯片開發2章DSP小硬件係統的設計3章DSP硬件係統的接口設計4章DSP係統的軟件設計5章DSP芯片應用開發實例6章數字濾波器的DSP實現7章FFT算法的DSP實現8章DSP應用實驗指導附錄A常用DSP芯片的引腳圖附錄BTMS320C54x匯編語言指令集附錄CSEED係列DSP開發係統簡介

作者介紹

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文摘

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序言

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數字信號處理（DSP）技術革新與前沿探索 一、 數字信號處理（DSP）的基石與演進 數字信號處理（DSP）作為一門交叉學科，深刻地改變瞭信息時代的方方麵麵，從音頻、視頻的處理到通信、控製，再到醫療成像和科學計算，DSP的身影無處不在。其核心在於利用數字計算技術對連續或離散的信號進行轉換、分析、增強、壓縮和重建。本書記述的內容，將深入剖析DSP技術的基石——離散時間信號與係統，揭示其內在規律，並在此基礎上，探索DSP在現代科技發展中的重要作用。 離散時間信號與係統： 信號的離散化是DSP的起點。我們從信號的基本概念入手，探討周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等多種信號類型，並通過傅裏葉級數、傅裏葉變換等數學工具，揭示信號的頻譜特性。接著，我們將深入研究綫性時不變（LTI）係統，這是DSP理論的核心。係統的輸入輸齣關係，通過捲積運算得以體現，而係統的頻率響應則決定瞭係統對不同頻率信號的處理方式。我們還將介紹Z變換，它是分析離散時間係統，特彆是穩定性和因果性分析的有力工具，為後續的係統設計奠定理論基礎。 數字濾波器： 濾波器是DSP中最基本也是最重要的處理工具之一。它們能夠選擇性地允許某些頻率的信號通過，同時衰減或阻止其他頻率的信號。本書記載的知識將覆蓋兩種主要的數字濾波器：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。我們將詳細介紹它們的結構、設計方法和性能指標。對於IIR濾波器，我們將探索其利用模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫）進行設計的經典方法，分析其優點（如係數較少、計算量相對較低）和潛在缺點（如可能存在非綫性相位響應）。對於FIR濾波器，我們將重點介紹窗函數法和頻率采樣法等設計技術，強調其固有的綫性相位特性，這在許多應用中至關重要，例如音頻處理和通信係統。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 傅裏葉分析是理解信號頻率成分的關鍵。DFT將有限長的時間信號變換到頻率域，揭示瞭信號的離散頻譜。然而，直接計算DFT的復雜度較高，限製瞭其應用。因此，快速傅裏葉變換（FFT）算法應運而生，它極大地降低瞭DFT的計算量，使得大規模的頻譜分析成為可能。本書記載將詳細闡述FFT的原理，包括蝶形運算和算法流程，並探討其在信號分析、頻譜監測、濾波等方麵的廣泛應用。 二、 DSP芯片的架構與核心技術 理解DSP芯片的設計原理是實現高效信號處理的關鍵。DSP芯片區彆於通用微處理器，其結構和指令集都針對高速、並行的數字信號處理任務進行瞭優化。 DSP芯片的獨特架構： DSP芯片通常采用哈佛（Harvard）或改進型哈佛（Modified Harvard）架構，這意味著程序存儲器和數據存儲器是分開的，允許同時進行指令讀取和數據訪問，從而提高處理速度。此外，DSP芯片擁有專門為數學運算設計的硬件單元，如乘纍加器（MAC）單元，能夠在一條指令內完成乘法和加法操作，這是DSP算法中最為頻繁的操作。流水綫（Pipelining）技術也是DSP芯片提高效率的重要手段，它允許指令的執行在不同階段重疊進行。 指令集與尋址模式： DSP芯片的指令集是其高效性的重要體現。它通常包含大量的單周期指令，用於執行常見的DSP運算，例如嚮量操作、特殊數學函數計算等。其尋址模式也十分豐富，支持各種數據訪問方式，如循環尋址、位反轉尋址等，這些都為高效實現FFT等算法提供瞭便利。 內存係統與DMA： 高速的數據吞吐量對於DSP應用至關重要。DSP芯片通常配備有多層級的內存係統，包括片內高速緩存（Cache）和外部存儲器接口。直接內存訪問（DMA）控製器是DSP芯片不可或缺的一部分，它允許數據在內存和外設之間直接傳輸，無需CPU的乾預，從而解放CPU去執行更復雜的計算任務，顯著提升瞭係統整體性能。 三、 DSP在典型應用中的實踐 DSP技術的強大能力體現在其廣泛而深入的應用領域。本書記載將通過具體的案例，展示DSP在解決實際工程問題中的威力。 通信係統： 在現代通信係統中，DSP扮演著核心角色。從基帶信號的調製解調，到信道編碼與解碼，再到迴聲消除和噪聲抑製，DSP算法無處不在。例如，在移動通信中，OFDM（正交頻分復用）等先進調製技術高度依賴FFT和IFFT的實現；在無綫通信的抗乾擾方麵，自適應濾波算法能夠有效地抑製噪聲和乾擾。 音頻與語音處理： 音頻和語音信號的采集、編碼、解碼、增強和識彆，是DSP技術的典型應用。從MP3、AAC等音頻編碼格式，到迴聲消除、降噪算法，再到語音識彆、語音閤成，DSP技術都起到瞭關鍵作用。例如，在音頻編碼中，我們利用心理聲學模型對人耳不敏感的頻率成分進行削減，以實現高壓縮比。 圖像與視頻處理： 圖像和視頻信號的壓縮、增強、分割、識彆等任務，也高度依賴DSP技術。JPEG、MPEG等圖像視頻壓縮標準，都基於離散餘弦變換（DCT）等DSP算法。在圖像增強方麵，濾波、邊緣檢測、銳連通等技術，都是DSP的直接應用。 控製係統： 在自動化和嵌入式控製係統中，DSP芯片因其強大的計算能力和實時性，成為瞭理想的控製器。例如，在電機控製中，DSP可以實現精確的轉速和扭矩控製；在機器人技術中，DSP用於實時處理傳感器數據，實現路徑規劃和運動控製。 醫療與生物工程： DSP技術在醫療領域的應用也日益廣泛，例如，醫療影像（CT、MRI）的重建和增強，心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生理信號的分析和診斷，都離不開DSP的支持。 四、 DSP開發平颱與工具鏈 掌握DSP芯片的開發流程與工具，是將理論知識轉化為實際産品的必經之路。 DSP開發闆與評估平颱： 為瞭方便開發者進行DSP算法的設計和驗證，各種DSP開發闆應運而生。這些平颱通常集成瞭高性能的DSP芯片、豐富的接口、以及必要的存儲和外設，為開發者提供瞭一個軟硬件結閤的集成開發環境。 交叉編譯與調試： DSP開發通常采用交叉編譯的方式，即在通用計算機上編寫和編譯代碼，然後下載到DSP芯片上運行。本書記載將介紹常用的DSP開發工具鏈，包括編譯器、匯編器、鏈接器以及調試器，並闡述如何利用這些工具進行高效的軟件開發和故障排除。 嵌入式係統集成： DSP芯片往往是嵌入式係統的一部分。我們將探討DSP如何與微控製器、FPGA等其他硬件組件協同工作，以及如何進行係統級的軟件集成和優化，以滿足特定應用的需求。 五、 DSP技術的前沿趨勢 隨著科技的不斷進步，DSP技術也在持續發展和演進，湧現齣許多新的研究方嚮和應用熱點。 低功耗DSP設計： 隨著移動設備和物聯網設備的普及，對DSP芯片的功耗要求越來越高。低功耗DSP設計成為重要的研究方嚮，旨在通過硬件和軟件的協同優化，實現更長的電池壽命。 異構計算與多核DSP： 為瞭應對日益增長的計算需求，多核DSP和異構計算平颱逐漸成為主流。通過將不同類型的處理單元（如DSP核、CPU核、GPU核）集成在同一芯片上，可以實現更高效的並行處理和任務分配。 人工智能與DSP的融閤： 人工智能（AI）的興起為DSP帶來瞭新的機遇。許多AI算法，特彆是深度學習，需要大量的信號處理能力。DSP芯片正逐漸集成AI加速器，以支持邊緣AI應用的部署。 新型DSP算法研究： 在信號分析、濾波、變換等方麵，仍然有持續的研究在進行，旨在開發更高效、更魯棒的DSP算法，以應對更復雜、更嚴苛的應用場景。 通過對以上內容的深入學習和探索，讀者將能夠全麵掌握數字信號處理的基本理論、DSP芯片的設計原理，並能夠將其應用於實際的工程問題中，為推動科技進步貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我剛開始翻開這本書的時候，心裏還有點打鼓，因為我之前對DSP的瞭解非常有限，更多是停留在課程介紹的皮毛階段。但這本書的敘事方式非常引人入勝，它仿佛帶著一位經驗豐富的導師，手把手地帶你穿越復雜的硬件架構和時序邏輯。其中關於特定DSP架構的底層優化策略分析，簡直是教科書級彆的存在。它沒有滿足於泛泛而談，而是深入到寄存器配置、流水綫阻塞處理這些硬核細節中去，並且用大量圖錶輔助說明，使得那些看似枯燥的硬件手冊內容變得可視化和易於吸收。我尤其對其中關於實時操作係統（RTOS）在DSP係統中的應用章節印象深刻，它清晰地闡述瞭如何保證係統的確定性和低延遲，這在工業控製和醫療成像領域是至關重要的。這本書的編排結構非常閤理，從基礎理論到高級應用模塊的遞進，讓人在知識的積纍過程中，每一步都能感受到自己能力的穩步提升，而不是被突然拋齣的高深概念搞得暈頭轉嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容真是讓我大開眼界，特彆是對於數字信號處理（DSP）這個曾經讓我感到有些抽象的領域。作者在講解基本概念時，並沒有直接堆砌復雜的數學公式，而是通過非常貼近實際的例子和清晰的邏輯來引導讀者理解，比如在介紹FFT算法時，那種循序漸進的推導過程，讓原本覺得晦澀難懂的部分變得豁然開朗。我特彆欣賞它在理論深度和工程實踐之間的平衡，既能讓你紮實掌握底層原理，又能讓你清楚知道這些知識在實際的通信、音頻處理甚至是雷達係統中是如何落地的。書中的案例代碼講解得非常細緻，從初始化到具體的數據流處理，每一步都有注釋和解釋，這對於想快速上手實踐的工程師來說簡直是寶典。我感覺自己不再是停留在“知道”DSP是什麼的層麵，而是真正開始“理解”如何利用DSP芯片去解決實際問題。對於想要從事嵌入式係統和實時信號處理方嚮的朋友，這本書絕對是值得反復研讀的經典之作，它為我打開瞭一扇通往高性能計算世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

作為一本麵嚮工程實踐的指南，這本書的嚴謹性毋庸置疑。我特彆關注瞭其中關於固定點運算和浮點運算的切換策略討論，這在資源受限的嵌入式係統中是至關重要的決策點。作者不僅給齣瞭數學上的精度損失分析，還結閤瞭實際芯片的硬件乘法器特性，講解瞭如何通過縮放因子來最小化誤差，這種多維度、細緻入微的分析讓人信服。再者，書中的章節結構安排，極富邏輯層次感，從數字信號處理的基礎概念，到具體的硬件結構解析，再到係統級的聯調和測試方法，形成瞭一個完整的知識閉環。它沒有迴避復雜性，而是以一種令人尊敬的態度去解構復雜性，讓讀者在掌握專業知識的同時，也提升瞭解決未知問題的能力。總而言之，這是一部集理論深度、工程廣度與實踐指導性於一體的優秀著作，對於任何想在實時數字處理領域深耕的人來說，都應將其視為案頭的常備工具書。

評分☆☆☆☆☆

我接觸過不少號稱是“開發指南”的教材，但大多停留在API的簡單羅列，讀完後依然感覺不知所措。然而，這本關於DSP芯片的著作，在方法論上的構建非常紮實。它不僅僅是介紹瞭某個特定係列芯片的特性，更重要的是，它提供瞭一套通用的、可遷移的DSP係統設計框架。書中對中斷服務程序的編寫規範、內存映射的優化布局以及如何進行高效的DMA傳輸，都有非常詳盡的論述和最佳實踐的總結。我發現自己以前在處理高速數據流時遇到的性能瓶頸，很多都是因為對這些底層機製理解不夠深入導緻的。這本書通過對比不同實現方式的性能指標，讓讀者能夠根據實際需求做齣最優的技術選型。這種深入骨髓的工程智慧的傳授，讓我對未來設計復雜的嵌入式信號處理係統充滿瞭信心，感覺自己掌握瞭核心的內功心法。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠不止於介紹原理，它對於“開發應用”部分的著墨，纔是真正讓我愛不釋手的地方。作者團隊顯然是深諳行業痛點，他們提供的不僅是“怎麼做”，更是“為什麼這麼做”的深層邏輯。例如，在介紹ADC/DAC接口的同步和觸發機製時，書中詳細對比瞭不同采樣策略的優劣及其對係統資源的影響，這種全景式的考量非常實用。我試著按照書中的一個音頻濾波器的實例進行搭建和調試，發現書中所述的軟硬件協同設計思路，極大地減少瞭我的試錯成本。特彆是對於那些常用的DSP指令集和匯編優化技巧的講解，直擊要害，讓我明白瞭如何榨乾芯片的每一分算力。對於那些希望從理論學習者轉嚮工程實現者的讀者來說，這本書提供的工程思維訓練，比任何純理論書籍都要寶貴得多，它真正培養瞭我們對軟硬件接口的敏感度。