TMS320C54x DSP结构、原理及应用(第2版) 戴明桢,周建江 978781124 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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戴明桢，周建江 著

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店铺： 天乐图书专营店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787811242461

商品编码：29483197603

包装：平装

出版时间：2007-08-01

基本信息

书名：TMS320C54x DSP结构、原理及应用(第2版)

定价：34.00元

作者：戴明桢,周建江

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2007-08-01

ISBN：9787811242461

字数：515000

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.481kg

编辑推荐

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内容提要

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DSP经历了近30年的飞速发展，已经在众多高科技领域和日常生活中得到了越来越广泛的应用。本书是一本学习DSP的入门教材。全书以TI公司推出的性能价格比高、结构典型、应用十分广泛的TMS320C54x系列DSP芯片为例，详细介绍了DSP的结构组成、工作原理、指令系统、软件编程和集成开发环境CCS的使用方法，并且给出了TMS320C54x DSP在实现FIR和IIR滤波器、FFT等应用中的编程使用方法。
本书既可作为高等院校工科电子类专业本科生和研究生的教材，也可供从事数字信号处理技术和DSP芯片开发应用的广大工程技术人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号处理的基石：微处理器系统设计与实践 本书并非聚焦于某一特定型号的数字信号处理器（DSP）的内部架构或应用手册，而是旨在为读者构建一个更为宏观和基础的微处理器系统设计理念。它深入探讨了构成现代数字信号处理系统的核心要素，从硬件的底层逻辑到软件的系统集成，为理解和开发复杂的信号处理应用打下坚实的基础。本书的编写风格力求严谨、实用，旨在培养读者独立分析和解决问题的能力，而非简单地罗列指令集或程序代码。 第一部分：微处理器系统基础理论 在数字信号处理的浪潮中，微处理器扮演着不可或缺的角色。本书的开篇部分，我们将目光投向微处理器的核心概念。读者将首先接触到计算机体系结构的基础知识，包括指令集架构（ISA）的设计原则、数据通路和控制单元的组织方式，以及不同类型的流水线技术如何提升处理器性能。我们将详细阐述存储器层次结构，从高速缓存到主存，以及它们在数据访问效率中的关键作用。同步与异步时钟的概念、中断机制的工作原理、以及DMA（直接内存访问）控制器如何实现高效的数据传输，都将进行深入的解析。 本部分还将重点介绍嵌入式系统设计的特有挑战。实时性是数字信号处理应用的核心要求，因此，我们将探讨实时操作系统的基本概念，包括任务调度、进程间通信、以及中断处理的时序约束。电源管理技术在低功耗嵌入式设备中的重要性也毋庸置疑，我们将介绍各种低功耗模式和电源优化策略。总线协议和接口技术是连接微处理器与其他外围设备的关键，例如GPIO（通用输入输出）、UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路总线）等，它们的工作原理和应用场景将得到详尽的阐述。 第二部分：嵌入式硬件平台设计与实现 在理解了微处理器系统的基本理论之后，本书将引导读者进入实际的硬件平台设计。我们不再局限于抽象的概念，而是将理论付诸实践，探讨如何构建一个功能完善的嵌入式信号处理系统。 2.1 核心处理器选择与评估 在设计一个信号处理系统时，选择合适的核心处理器是至关重要的一步。本书将提供一套系统的评估标准，帮助读者权衡不同处理器的优劣。这包括但不限于： 计算能力： 不同的处理器在整数运算、浮点运算、以及特定的DSP指令集（如MAC指令）上表现各异。我们将分析这些差异如何影响信号处理任务的执行效率。 功耗： 对于便携式或电池供电的设备，功耗是首要考虑因素。我们将介绍不同处理器在不同工作模式下的功耗特性，以及功耗优化技术。 成本： 商业项目通常需要在性能和成本之间找到平衡。我们将讨论不同级别处理器的价格区间及其对整体项目预算的影响。 内存接口与容量： DSP应用通常需要处理大量数据，因此内存接口的带宽和内存容量的选择至关重要。我们将分析不同的内存类型（如SRAM, DRAM）及其与处理器的接口匹配问题。 外围接口丰富性： 根据具体的应用需求，可能需要各种不同的接口，例如ADC/DAC（模数/数模转换器）、通信接口、定时器、PWM（脉冲宽度调制）控制器等。我们将评估不同处理器集成的外围设备，以及如何通过外部芯片扩展这些功能。 开发生态系统： 一个成熟的开发生态系统，包括可靠的编译器、调试器、仿真器和丰富的库函数，能够极大地提高开发效率。我们将讨论不同厂商的开发工具链及其易用性。 2.2 存储器系统设计 存储器是微处理器系统的重要组成部分，其性能直接影响整个系统的吞吐量。本书将深入探讨存储器系统的设计细节： 存储器类型选择： 分析SRAM（静态随机存取存储器）、DRAM（动态随机存取存储器）、Flash（闪存）等不同存储器技术的特性，包括读写速度、功耗、成本和非易失性，以及它们在DSP应用中的适用场景。 存储器接口设计： 详细介绍SDRAM（同步动态随机存取存储器）、DDR SDRAM（双倍数据速率同步动态随机存取存储器）等接口的标准，以及如何根据处理器和存储器芯片的规格进行正确的接口连接和时序匹配。 缓存（Cache）设计与优化： 解释缓存的工作原理，包括缓存命中率、写策略（写回、写通）以及缓存一致性问题。我们将探讨如何通过软件手段优化缓存的使用，以提高数据访问效率。 DMA控制器配置与使用： DMA控制器是实现高效数据传输的关键。本书将详细阐述DMA的工作模式、传输请求、以及如何与外围设备和存储器进行协同工作，以减轻CPU的负担。 2.3 外围设备接口与扩展 任何实际的信号处理应用都离不开与外部世界的交互，因此，对外围设备的深入理解和有效接口设计至关重要。 模数转换器（ADC）与数模转换器（DAC）： ADC和DAC是模拟信号与数字信号之间转换的桥梁。我们将详细介绍ADC的采样率、分辨率、量化误差、以及各种采样模式（单次、连续、周期）的工作原理。DAC的输出精度、响应时间等参数也将进行讨论。 通信接口： 本书将全面介绍各种常用的通信接口，包括： UART/USART（通用异步/同步收发器）： 用于串行通信，讲解波特率、数据位、停止位、校验位等参数的设置，以及全双工和半双工模式。 SPI（串行外设接口）： 高速同步串行接口，适用于片内通信，讲解主从模式、时钟极性/相位（CPOL/CPHA）等配置。 I2C（集成电路总线）： 多主多从的串行总线，适用于连接少量外设，讲解地址寻址、读写操作流程。 USB（通用串行总线）： 广泛应用于外部设备连接，介绍USB的不同版本、设备类型（主机、设备）、以及基本的通信协议。 以太网接口： 对于需要网络通信的应用，我们将介绍以太网接口的基本原理和数据链路层协议。 定时器与计数器： 定时器在产生精确的时间间隔、测量事件持续时间、以及控制PWM输出等方面发挥着关键作用。我们将讨论不同类型定时器的配置和应用。 中断控制器： 中断是实现异步事件响应的关键机制。我们将详细讲解中断优先级、中断向量表、以及中断服务程序的编写规范。 第三部分：嵌入式软件开发与系统集成 硬件平台搭建完成后，软件的开发与集成是实现系统功能的关键。本书将带领读者深入探讨嵌入式软件的开发流程和相关技术。 3.1 嵌入式开发环境搭建 一个高效的开发环境能够极大地提升开发效率。本书将介绍： 交叉编译环境： 讲解交叉编译器（Cross-compiler）的工作原理，以及如何为目标处理器配置和使用。 调试工具： 介绍各种调试技术，包括仿真器（Emulator）、调试器（Debugger）以及在线调试（On-chip Debugging）等，并演示如何使用它们进行代码的单步执行、断点设置、变量查看和内存监视。 版本控制系统： 强调版本控制系统（如Git）在团队协作和项目管理中的重要性。 3.2 裸机编程与嵌入式操作系统 裸机编程（Bare-metal Programming）： 在不依赖操作系统的情况下，直接与硬件交互的编程方式。我们将演示如何通过直接操作寄存器来控制外围设备，以及如何编写简单的驱动程序。 嵌入式操作系统（RTOS）： 对于复杂的实时应用，嵌入式操作系统能够提供强大的任务管理、资源调度、同步机制和通信能力。我们将介绍RTOS的基本概念，包括任务（Task）、信号量（Semaphore）、互斥锁（Mutex）、消息队列（Message Queue）等，并以一个或多个经典的RTOS为例，演示如何在其上进行应用程序开发。 3.3 驱动程序开发与中间件 硬件抽象层（HAL）： 介绍HAL层的概念，以及如何通过HAL层来屏蔽底层硬件的差异，提高软件的可移植性。 设备驱动程序： 讲解如何为各种外围设备编写高效、可靠的设备驱动程序，包括输入输出（I/O）驱动、通信驱动等。 中间件： 介绍文件系统、网络协议栈、图形用户界面（GUI）库等常见的中间件，以及如何将它们集成到嵌入式系统中。 3.4 系统集成与测试 模块化设计： 强调软件的模块化设计原则，将复杂的系统分解为更小的、可管理的模块，提高代码的可读性和可维护性。 集成测试： 介绍系统集成过程中可能遇到的问题，以及如何通过各种测试方法（单元测试、集成测试、系统测试）来验证系统的正确性和稳定性。 性能优化： 在完成基本功能后，将讨论如何对系统进行性能优化，包括代码优化、算法优化、以及对硬件资源的有效利用。 第四部分：应用案例与进阶探讨 在理论和实践相结合的基础上，本书的最后部分将通过具体的应用案例来巩固读者所学的知识，并引导读者进行更深入的探索。 4.1 典型信号处理应用剖析 我们将选取几个在实际中具有代表性的数字信号处理应用，例如： 音频信号处理： 讲解音频采集、滤波、编码/解码等基本流程，以及在嵌入式系统中实现这些功能的硬件和软件要求。 通信信号处理： 探讨数字通信中的调制解调、信道编码、以及在嵌入式设备中实现基带处理的挑战。 图像/视频信号处理： 介绍图像采集、预处理、特征提取等基本概念，以及在嵌入式系统中实现简单图像处理任务的可能性。 传感器数据采集与处理： 讲解如何从各种传感器（如加速度计、陀螺仪、温度传感器）采集数据，并进行滤波、校准和分析。 在每一个案例中，我们将重点分析： 核心算法： 介绍实现该应用所需的核心信号处理算法。 硬件选型考量： 根据应用需求，分析应该选择何种类型的处理器、ADC/DAC、以及其他外围设备。 软件架构设计： 讨论实现该应用的软件模块划分、数据流设计以及可能的RTOS应用。 性能瓶颈与优化： 分析在该应用中可能遇到的性能瓶颈，并提供相应的优化思路。 4.2 进阶主题与发展趋势 随着技术的发展，数字信号处理领域也在不断进步。本书的最后将对一些进阶主题进行简要介绍，为读者指明进一步学习的方向： 低功耗设计技术： 深入探讨更高级的低功耗设计策略，例如动态电压和频率调整（DVFS）、事件驱动设计等。 硬件加速器： 介绍FPGA（现场可编程门阵列）、ASIC（专用集成电路）等硬件加速器在特定信号处理任务中的优势，以及如何将其与微处理器协同工作。 机器学习与嵌入式AI： 探讨如何在资源受限的嵌入式设备上部署和运行机器学习模型，实现智能化的信号处理。 系统级性能分析与调优： 介绍更深入的性能分析工具和技术，帮助读者识别和解决复杂的系统级性能问题。 本书旨在为读者提供一个全面、深入的学习平台，使其能够从根本上理解数字信号处理系统的设计原理，并掌握将其付诸实践的技能。通过对基础理论的透彻讲解，对硬件平台设计的细致分析，以及对嵌入式软件开发流程的详细阐述，本书将赋能读者独立设计、开发和优化各类数字信号处理系统，应对不断变化的行业挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受就是它的“硬核”。当我翻到关于TMS320C54x系列DSP的内部架构那一章时，那些关于寄存器、ALU、MAC单元、DMA控制器等细节的描述，让我感觉像是在拆解一个精密的数字仪器。作者并没有回避那些枯燥的技术细节，而是用一种严谨而系统的态度，将每一个组成部分的功能、工作原理以及它们之间的协作关系都一一剖析。对于我来说，这就像是在学习一门全新的语言，需要耐心去理解那些专业术语，去体会那些精妙的设计。书中大量出现的汇编指令和C语言代码示例，更是让我感受到DSP编程的独特魅力。那种直接操作硬件，精细控制每一个时钟周期的感觉，是传统高级语言编程所无法比拟的。我尝试着去理解其中一些简单的例子，例如如何用汇编实现一个简单的延时函数，或者如何用C语言调用DSP的硬件加速器。虽然过程中遇到了一些困难，但每一次成功运行代码，都给我带来了巨大的成就感。这本书更像是一本“操作手册”，指引我如何深入到DSP的底层，去掌握那些最核心的技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“应用”部分，是我最为期待也是感到最兴奋的部分。它不仅仅局限于理论和算法的讲解，而是将这些知识与实际的工程项目紧密地结合起来。书中列举的那些具体的应用案例，例如数字通信中的调制解调、音频信号的处理与压缩、以及一些基础的图像处理算法等，让我看到了DSP技术在现实世界中的广泛应用。我特别留意到书中关于DSP开发环境搭建和调试的章节，这对于我这样想要将理论付诸实践的学习者来说，是非常宝贵的指导。从交叉编译器的使用，到仿真器的调试，再到最终的硬件实现，这本书提供了一个完整的“从零开始”的指引。虽然我还没有完全掌握每一个步骤，但通过阅读，我能够对整个开发流程有一个大致的了解，并知道在实际操作中可能会遇到哪些问题。这本书更像是一本“工程实践指南”，教我如何将那些抽象的理论知识，转化为能够解决实际问题的产品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“价值”在于它的“深度”和“广度”。虽然书名是关于TMS320C54x系列DSP，但它所涵盖的数字信号处理的基础理论和核心算法，对于学习任何其他DSP芯片都有着普适的价值。作者在讲解具体芯片特性的时候，并没有脱离DSP的通用原理，而是将两者有机地结合起来，使得读者在学习具体芯片的同时，也能够加深对DSP整体概念的理解。例如，在讲解DSP的乘累加（MAC）指令时，作者不仅解释了它在C54x上的实现，还阐述了MAC单元在提高DSP运算效率中的重要性，这对于理解其他DSP的架构都有帮助。另外，书中关于DSP的开发流程和调试技巧的讲解，也具有很强的借鉴意义。这些经验性的总结，往往比纯粹的理论知识更能帮助初学者少走弯路。这本书更像是一本“综合性教材”，它不仅传授了知识，更培养了学习者解决问题的能力和工程思维。

评分☆☆☆☆☆

《TMS320C54x DSP结构、原理及应用（第2版）》给我的感觉，与其说是一本教科书，不如说是一本“武功秘籍”。书中对于DSP的核心算法，比如FFT（快速傅里叶变换）和各种滤波器的原理与实现，都做了相当深入的探讨。我之前对这些算法只是有一些模糊的概念，看完相关的章节后，对它们的数学基础、推导过程以及在DSP上的高效实现方法有了更清晰的认识。书中不仅给出了算法的数学公式，还结合DSP的特点，解释了如何利用其特殊的指令集和硬件架构来优化算法的执行效率。例如，关于定点运算的精度问题，以及如何通过量化、溢出处理等手段来保证算法的准确性，这些都是在实际工程中非常重要的考量。我尤其对书中关于滤波器设计的部分印象深刻，从FIR到IIR，从窗函数法到频率采样法，各种设计方法都被详细讲解，并且提供了相应的DSP实现思路。这对于我未来从事信号处理相关的项目，无疑会提供巨大的帮助。这本书更像是一位经验丰富的“武林高手”，在传授我绝世武功的同时，还教会我如何灵活运用，以应对各种实战挑战。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《TMS320C54x DSP结构、原理及应用（第2版）》，就被其厚重的篇幅和密集的公式所震撼，仿佛置身于一片数字信号处理的知识海洋。对于我这样一个初涉DSP领域的学习者来说，这本书无疑是一座巍峨的高山，虽然我知道书中蕴含着宝藏，但短期内想要将其完全攻克，确实需要付出巨大的努力。目录清晰地展示了DSP从基础理论到实际应用的完整脉络，从基本的指令集、寻址方式，到更复杂的滤波器设计、FFT算法，乃至具体的硬件平台搭建和软件开发流程，都进行了详尽的阐述。虽然我还没有深入到每一个章节的细节，但仅从其结构上看，它提供了一个非常系统和全面的学习路径。书中大量的图示和流程图，虽然我还没有仔细研读，但从其数量和专业性上，可以预见它们在帮助理解复杂概念时起着至关重要的作用。例如，那些描绘流水线执行、中断响应的图，相信能让抽象的指令执行过程变得直观易懂。我尤其期待后面关于实际应用部分的讲解，书中提到的各种通信系统、音频处理、图像识别等案例，无疑是检验学习成果、激发创新灵感的最佳途径。这本书更像是一本厚重的百科全书，适合静下心来，一点一点地啃读，慢慢消化。