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薛雷 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
• 算法
• 應用
• 教程
• 通信
• 控製
• MATLAB
• 濾波器
• 嵌入式係統
• 實踐

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302153542

商品編碼：29564801215

包裝：平裝

齣版時間：2007-11-01

基本信息

書名：DSPs 原理及應用教程

定價：26.00元

作者：薛雷

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2007-11-01

ISBN：9787302153542

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

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內容提要

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掌握TMS320C6201/6701DSPs是瞭解當代眾多DSPs的方法之一。DSPs是Digital Signal Processors的縮寫，指專用於數字信號處理的可編程微處理器。本書從工程設計的角度講述瞭DSPs的基本結構、構成核心係統的各技術細節和實時硬件調試仿真技術。
　　本書深入淺齣，內容豐富，數據準確，電路結構切實可行。本書既可以作為學生教材，也可供工程技術人員參考。

目錄

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部分 DSPs概論與TMS320C6201/6701基本結構
　章　實時數字信號處理與DSPs芯片
　　1.1　實時數字信號處理
　　　1.1.1　實時數字信號處理對DSPs的要求
　　　1.1.2　DSPs處理器與模擬信號處理電路的比較
　　　1.1.3　DSPs處理器與通用處理器的比較
　　1.2　DSPs的發展曆史
　　　1.2.1　初期的DSP 結構和代DSPs 産品
　　　1.2.2　第二代增強的DSPs
　　　1.2.3　第三代DSPs的創新設計
　　　1.2.4　當今DSP技術的新特點和應用領域
　　1.3　Texas Instruments公司的DSPs
　　1.4　TI DSPs的開發環境和工具
　　　1.4.1　Texas Instrument公司的CCS開發工具
　　　1.4.2　MATLAB DSP模塊對TI DSPs的支持
　　　1.4.3　LabView DSP模塊對TI DSPs的支持
　第2章　TMS320C6201/6701的基本結構與指令集
　　2.1　中央處理單元
　　　2.1.1　中央處理單元基本結構
　　　2.1.2　數據通路
　　　2.1.3　控製寄存器組
　　　2.1.4　TMS320C6701擴充控製寄存器組
　　2.2　片內程序和數據存儲器
　　　2.2.1　片內程序和數據存儲器的基本結構
　　　2.2.2　程序存儲器控製器
　　　2.2.3　片內程序存儲器
　　　2.2.4　由DMA控製器對片內程序存儲器的尋訪
　　　2.2.5　數據存儲器控製器
　　　2.2.6　片內數據存儲器
　　　2.2.7　DMA控製器尋訪片內程序存儲器
　　2.3　片外存儲器接口
　　　2.3.1　片外存儲器接口的基本結構
　　　2.3.2　片外存儲器接口的接口信號
　　　2.3.3　片外存儲器接口寄存器
　　　2.3.4　SDRAM接口
　　　2.3.5　SBSRAM接口
　　　2.3.6　異步存儲器接口
　　2.4　直接存儲器訪問控製器
　　　2.4.1　直接存儲器訪問控製器的基本結構
　　　2.4.2　直接存儲器訪問技術術語與功能特點
　　　2.4.3　直接存儲器訪問寄存器
　　　2.4.4　直接存儲器訪問數據塊傳輸
　　　2.4.5　直接存儲器訪問特殊操作方式
　　2.5　流水綫
　　　2.5.1　TMS320C6201/6701流水綫的基本結構
　　　2.5.2　流水綫對應不同指令形式的執行模式
　　　2.5.3　流水綫運行注意事項
　　2.6　多通道緩衝串口
　　　2.6.1　TMS320C6201/6701多通道緩衝串口的技術特性
　　　2.6.2　多通道緩衝串口的接口信號
　　　2.6.3　多通道緩衝串口的寄存器
　　　2.6.4　數據的發送與接收
　　　2.6.5　多通道選擇操作
　　2.7　通用定時器
　　　2.7.1　TMS320C6201/6701通用定時器基本技術特性
　　　2.7.2　通用定時器的運行
　　2.8　中斷選擇器
　　　2.8.1　TMS320C6201/6701中斷選擇器的基本特性
　　　2.8.2　中斷服務錶
　　　2.8.3　中斷設置流程
　　　2.8.4　中斷嵌套
　　　2.8.5　陷阱
　　2.9　芯片模式、時鍾與電源配置
　　　2.9.1　TMS320C6201/6701芯片模式配置概述
　　　2.9.2　TMS320C6201/6701復位
　　　2.9.3　芯片模式配置
　　　2.9.4　輸入時鍾模式配置
　　　2.9.5　端格式配置
　　　2.9.6　PowerDown模式配置
　　　2.9.7　JTAG接口
　　2.10　指令集
　　　2.10.1　TMS320C62x和TMS320C67x指令集概述
　　　2.10.2　指令集的格式與規則
　　　2.10.3　指令集
　第3章　DSPs主機端口的原理及應用
第二部分　DSPs核心係統硬件設計
　第4章　SDRAM在核心係統中與DSP EMIF的接口和地址分配
　第5章　SBSRAM在核心係統中與DSP EMIF的接口和地址分配
　第6章　FlashROM在核心係統中與DSP EMIF的接口和地址分配
　第7章　FIFO在核心係統中與DSP EMIF的接口和地址分配
　第8章　DSP核心係統和其他技術
第三部分　DSP軟件調試技術
　第9章　利用CCS開發DSP程序
　0章　利用TMS320C6201/6701核心係統的定浮點運算程序的設計與分析
　1章　利用TMS320C6201/6701核心係統的FFT運算程序的設計與分析
　2章　IIR和FIR數字濾波器程序的設計與仿真
　3章　基於DSP/BIOS測試FIR數字濾波器程序
附錄
　附錄A　指令錶
　附錄B　程序代碼
　附錄C　DSPs Main Words Dictionary
　附錄D　TMS320C6201/6701核心係統電路結構內容索引
參考文獻

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：理論與實踐》 一、 引言 數字信號處理（DSP）作為一門跨越通信、控製、音頻、圖像、醫學等眾多領域的關鍵技術，已成為現代信息社會不可或缺的基石。隨著計算能力的飛速發展和算法的不斷創新，DSP在嵌入式係統、人工智能、物聯網等新興技術的驅動下，展現齣前所未有的活力與廣闊的應用前景。本書旨在為讀者提供一個係統、深入的學習平颱，全麵解析DSP的核心理論，並結閤豐富的工程實踐，帶領讀者掌握將理論應用於實際問題的能力。本書內容嚴謹，邏輯清晰，力求在復雜的概念與抽象的理論之間架起一座堅實的橋梁，幫助讀者建立起紮實的DSP知識體係。 二、 核心理論體係 本書的理論部分將從最基礎的信號與係統概念入手，逐步深入到DSP的核心技術。 1. 信號與係統基礎： 連續時間信號與離散時間信號： 詳細闡述這兩類信號的定義、特性、錶示方法，包括周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等。重點分析信號的采樣過程，深入探討采樣定理（奈奎斯特-香農采樣定理），以及欠采樣、過采樣等技術對信號處理的影響。 係統模型： 介紹綫性時不變（LTI）係統作為DSP的基礎模型，深入分析其重要的性質，如疊加性、時移不變性。講解捲積運算在LTI係統分析中的核心作用，並通過實例演示如何通過捲積求解係統的零輸入響應和零狀態響應。 傅裏葉分析： 這是DSP的靈魂。我們將係統講解傅裏葉級數（FS）和傅裏葉變換（FT），分析連續時間信號和離散時間信號的頻譜特性。重點介紹傅裏葉變換的性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積性質、Parseval定理等，理解它們在信號分析和係統設計中的重要意義。 傅裏葉變換的離散化——離散傅裏葉變換（DFT）： 詳細介紹DFT的定義、性質，以及其在離散時間信號分析中的應用。深入探討DFT計算的復雜度，引齣快速傅裏葉變換（FFT）算法，並詳細講解Cooley-Tukey算法等經典FFT算法的原理，理解FFT如何將計算復雜度從$O(N^2)$降低到$O(N log N)$，極大地提高瞭計算效率。 Z變換： 作為連續時間傅裏葉變換在離散時間係統分析中的推廣，Z變換在分析和設計離散時間係統方麵具有不可替代的作用。我們將係統介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）以及重要的性質，包括綫性性、時移性、捲積性質、微分性質等。重點分析Z變換在求解離散時間綫性常係數微分方程、係統函數、係統穩定性分析等方麵的應用。 2. 離散時間濾波器設計： 濾波器的基本概念與分類： 介紹濾波器的基本功能，即選擇性地通過或阻止特定頻率範圍的信號。講解理想濾波器與實際濾波器的區彆，以及濾波器的分類，如低通、高通、帶通、帶阻濾波器。 無限衝激響應（IIR）濾波器： 深入分析IIR濾波器的特點（計算復雜度低，阻帶衰減快），講解常見的IIR濾波器設計方法，如Butterworth、Chebyshev（Type I and Type II）、Elliptic濾波器。重點闡述從模擬濾波器原型到數字濾波器的轉換方法，如脈衝響應不變法、雙綫性變換法。分析IIR濾波器設計中可能遇到的問題，如穩定性、幅度與相位的失真。 有限衝激響應（FIR）濾波器： 闡述FIR濾波器的優點（任意幅度響應、綫性相位特性、穩定性），以及其設計方法。詳細介紹窗函數法，包括矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗等，分析不同窗函數對濾波器性能的影響。重點講解頻率采樣法、最優逼近法（Parks-McClellan算法），理解它們如何實現更精確的幅度響應設計。 濾波器性能指標： 講解用於評估濾波器性能的關鍵指標，如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬、相位響應、群延遲等，並說明如何根據應用需求選擇閤適的濾波器類型和設計參數。 3. 多速率信號處理： 采樣率變換： 介紹上采樣（插值）和下采樣（抽取）的概念及實現方法，分析它們在信號壓縮、數據傳輸、多標準信號處理等方麵的應用。 濾波器組（Filter Banks）： 講解多通道濾波器的基本原理，分析其在信號分解與重構、信號壓縮（如JPEG2000圖像壓縮）、通信係統中的應用。 4. 譜估計： 周期圖法： 介紹基於傅裏葉變換的譜估計方法，分析其優點與缺點（方差大）。 改進的周期圖法： 介紹Welch方法等，如何通過平均周期圖來降低譜估計的方差。 參數模型譜估計： 介紹AR模型、MA模型、ARMA模型等，以及對應的譜估計方法（如Burg算法、Yule-Walker方程），分析其在信噪比較低情況下的優勢。 三、 工程實踐與應用 本書的實踐部分將理論與實際應用緊密結閤，通過案例分析和算法實現，幫助讀者理解DSP技術在真實世界中的作用。 1. DSP硬件平颱概述： 通用處理器與DSP處理器： 簡要介紹通用CPU、GPU在信號處理中的應用，以及專用的DSP處理器（如TI C6000係列、Analog Devices SHARC係列）的架構特點、指令集以及在高性能信號處理任務中的優勢。 FPGA在DSP中的應用： 介紹FPGA（Field-Programmable Gate Array）作為一種可編程邏輯器件，如何在硬件層麵實現高效的DSP算法，尤其是在實時性要求極高的應用中。 2. 典型DSP應用案例分析： 數字通信係統： 調製解調技術： 講解ASK、FSK、PSK、QAM等基本數字調製解調方式的原理，以及在DSP中的實現。 信道編碼與解碼： 介紹糾錯編碼（如漢明碼、捲積碼、Turbo碼、LDPC碼）的基本原理，以及其在DSP中的實現，以提高通信係統的可靠性。 自適應均衡： 分析通信信道中的失真，講解RLS、LMS等自適應算法在消除失真、提高信號質量中的作用。 音頻信號處理： 音頻編碼與解碼： 講解MP3、AAC等音頻壓縮技術的原理，以及在DSP中的實現。 迴聲消除： 分析迴聲産生的機理，講解自適應濾波算法在迴聲消除中的應用。 語音識彆與閤成： 介紹語音信號的預處理、特徵提取（如MFCC），以及基於統計模型或深度學習的語音識彆與閤成技術。 圖像與視頻處理： 圖像增強與濾波： 講解平滑濾波（如均值濾波、高斯濾波）、銳化濾波（如Sobel、Laplacian算子）在DSP中的實現，以及圖像去噪技術。 圖像壓縮： 深入分析JPEG、JPEG2000等圖像壓縮標準的DSP實現原理，包括DCT變換、量化、熵編碼等。 視頻編碼： 簡要介紹H.264、HEVC等視頻編碼標準中的關鍵DSP技術，如幀內/幀間預測、變換、量化、環路濾波等。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）信號分析： 介紹ECG信號的采集、去噪、QRS波群檢測、心率變異性分析等。 腦電圖（EEG）信號處理： 講解EEG信號的濾波、特徵提取，以及在睡眠分期、癲癇檢測等方麵的應用。 控製係統中的DSP應用： 數字PID控製器設計： 講解如何將連續時間PID控製器離散化，並在DSP中實現。 狀態空間方法： 介紹狀態空間模型在數字控製器設計中的應用。 3. 實際項目開發流程與工具： 開發環境搭建： 介紹常用的DSP開發工具鏈，如嵌入式IDE（如Code Composer Studio, Keil MDK）、交叉編譯器、調試器等。 算法仿真與驗證： 強調使用MATLAB、Python等工具進行算法仿真和性能評估的重要性。 嵌入式係統移植： 講解如何將DSP算法從仿真環境移植到目標DSP硬件平颱，並進行優化。 實時性與功耗優化： 探討在資源受限的嵌入式係統中，如何對DSP算法進行優化以滿足實時性要求和降低功耗。 四、 結語 本書力求在理論的深度和實踐的廣度之間取得平衡，旨在培養讀者獨立分析問題、解決問題的能力。通過本書的學習，讀者將能夠理解DSP的精髓，掌握各種核心算法，並具備將其應用於實際工程問題的能力。希望本書能成為您在數字信號處理領域探索與實踐的寶貴指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當有吸引力，采用瞭一種冷靜而專業的藍色調，配閤著簡潔的字體，一看就知道是關於技術類書籍。我之前涉足過一些數字信號處理的基礎知識，但總覺得理論部分有些枯燥，難以將其與實際應用聯係起來。因此，當看到這本書的標題時，我立刻就被“原理及應用”這幾個字吸引瞭。我希望這本書能夠用一種更加直觀、生動的方式來講解DSP的各種核心概念，比如FFT、濾波器設計等等。我期待著書中能夠齣現大量清晰的圖示和流程圖，幫助我理解抽象的數學公式背後的物理意義。同時，我特彆看重“應用”這一部分，希望書中能提供一些真實的案例研究，例如在音頻處理、圖像識彆、通信係統等領域，DSP是如何發揮關鍵作用的。如果能夠結閤一些流行的開發平颱或工具，比如MATLAB、Python的NumPy/SciPy庫，甚至是針對特定DSP芯片的開發環境，那就更完美瞭。我希望這本書能夠讓我不僅知其然，更能知其所以然，並且能夠觸類旁通，舉一反三，在未來的學習和工作中能夠靈活運用DSP技術。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初涉嵌入式係統開發的工程師，我對DSP（數字信號處理器）的瞭解僅限於理論層麵的模糊概念，比如它是一種專門用於處理數字信號的微處理器。我迫切需要一本能夠從零開始，循序漸進地引導我掌握DSP技術精髓的教材。我希望這本書能夠詳細闡述DSP架構的獨特性，比如它與通用CPU在指令集、流水綫、存儲器訪問等方麵有什麼本質的區彆，以及這些設計如何優化瞭信號處理的效率。我特彆期待書中能夠深入剖析DSP在實際應用中常見的挑戰，例如實時性要求、精度控製、功耗優化等，並提供相應的解決方案。關於濾波器設計，我希望能夠看到不同類型濾波器（如FIR、IIR）的詳細設計步驟，包括如何選擇閤適的濾波器類型、確定濾波器階數、計算係數等，並且最好能結閤具體應用場景進行講解。此外，如果書中能提供一些代碼示例，特彆是與嵌入式開發相關的，例如使用C語言或匯編語言在特定DSP平颱上實現信號處理算法，那就太有價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

我的工作涉及到一些數據分析和算法開發，近年來，隨著大數據和人工智能的興起，我發現DSP在很多領域都扮演著越來越重要的角色，尤其是在圖像處理和模式識彆方麵。我希望這本書能夠詳細介紹DSP在這些新興技術中的應用，例如如何在圖像傳感器的數據采集和預處理階段應用DSP技術，如何利用DSP實現高效的特徵提取和圖像分割。我非常感興趣的是DSP在機器學習和深度學習中的作用，比如如何利用DSP加速神經網絡的計算，如何在嵌入式設備上部署和運行AI模型。如果書中能夠提供一些關於DSP在計算機視覺中的具體案例，比如人臉識彆、物體檢測、圖像增強等，並解釋相關的算法原理和實現細節，那將對我非常有幫助。我期待這本書能夠讓我瞭解如何在實際的項目中，利用DSP技術來優化算法性能，提高處理效率，並最終實現更智能化的應用。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對電子音樂製作和音頻效果處理有濃厚興趣的愛好者，經常接觸到各種音頻插件和效果器，但對其背後的技術原理知之甚少。我聽說DSP在音頻領域有著廣泛的應用，因此對這本書充滿瞭期待。我希望這本書能夠用通俗易懂的語言，講解DSP在音頻信號處理中的關鍵技術，比如如何實現混響、延遲、均衡、壓縮等效果。我特彆關注書中能否詳細解釋FFT（快速傅裏葉變換）在音頻分析和處理中的作用，例如如何通過頻譜分析來識彆和處理噪音，如何實現音調的改變和音色的塑造。如果書中能夠提供一些關於DSP在音頻編碼和解碼（如MP3、AAC）方麵的原理介紹，那就更好瞭，這能幫助我理解為什麼音樂文件能夠被壓縮，同時又能保持相對較高的音質。我希望能看到一些具體的實例，例如如何使用DSP來實現一個簡單的音頻均衡器，或者一個自定義的混響效果器，並最好能提供一些硬件實現思路，讓我對音頻信號處理有一個從理論到實踐的全麵認知。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對通信技術充滿好奇的學生，在學習過程中經常會遇到一些涉及到信號處理的專業術語，但往往隻能停留在錶麵理解，難以深入。我希望這本書能夠成為我深入瞭解DSP世界的窗口，它應該以一種易於理解的方式，深入淺齣地解釋DSP的核心理論，比如采樣定理、量化誤差、頻譜分析等。我期待著書中能夠詳細介紹各種常見的信號處理算法，並解釋它們在通信係統中的具體作用，例如在調製解調、信道編碼、噪聲抑製等環節。對於數據采集和處理部分，我希望能夠瞭解到如何將模擬信號轉換為數字信號，以及在數字域中如何對這些信號進行濾波、變換、壓縮等操作。這本書如果能涵蓋一些DSP在無綫通信、數字電視、音頻編碼等領域的應用實例，並提供相應的數學模型和算法實現思路，那將極大地開闊我的視野，讓我對通信係統的內部運作有更深刻的認識，也為我今後的專業學習打下堅實的基礎。