數字信號處理器：體係結構、實現與應用——國外經典教材 電子信息 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

郭森楙，顔允聖，賈洪峰 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
• 處理器
• 體係結構
• 實現
• 應用
• 電子信息
• 通信工程
• 信號處理
• 嵌入式係統
• 國外經典教材

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302109853

商品編碼：29626220982

包裝：平裝

齣版時間：2005-06-01

基本信息

書名：數字信號處理器：體係結構、實現與應用——國外經典教材 電子信息

定價：59.00元

作者：郭森楙,顔允聖 ,賈洪峰

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2005-06-01

ISBN：9787302109853

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.740kg

編輯推薦

---

本書特色：
·介紹瞭MATLAB和Simulink在設計中的應用——用於DSP算法的設計，分析和實現；
·Code poser studio的使用——用於實驗、工程和應用中的TMS320C54x和TMS320C55x；
·強調瞭C語言、匯編語言混閤編程；
·在實際練習中采用兩步方法——首先介紹軟件工程，並指導讀者逐步設計，仿真和驗證，然後以浮點和定點格式開發程序；
·MATLAB與DSP相關工具箱應用的快速指南。

內容提要

---

本書分為3個主要部分：體係結構、實現和應用，旨在幫助讀者理解DSP處理器的體係結構和編程、實時DSP係統與實際應用程序的設計，如何利用定點和浮點處理器實現DSP算法等。所介紹的處於是器包括：TMS320C2000，TMS320C54x，TMS320C55x，TMS320C62x，TMS320C64x，TMS320C3x和TMS320C67x。
本書可作為高年級相關專業本科生的教材。由於本書強調DSP實現、實驗和應用，所以也可以作為參考書，供那些希望學習DSP概念以及在工作中開發實時DSP應用的工程人員使用。
在開始學習本書之前，讀者應基本掌握信號與係統、C語言和匯編語言等知識。

目錄

---

章 數字信號處理係統導論
1.1 數字信號處理簡介
1.2 數字信號處理係統與應用
1.2.1 數字信號處理係統
1.2.2 TMS320係列
1.2.3 數字信號處理應用
1.3 數字信號處理器體係結構
1.3.1 引言
1.3.2 中央處理單元運算
1.3.3 存儲器配置
1.3.4 外圍設備與輸入／輸齣
1.4 軟件開發
1.4.1 指令集
1.4.2 匯編程序
1.4.3 C程序
1.4.4 C語言與匯編語言的混閤編碼
1.4.5 軟件開發工具
1.5 硬件問題
1.5.1 硬件選擇
1.5.2 硬件配置
1.5.3 硬件工具
1.6 係統考慮事項
1.6.1 數字信號處理器的選擇
1.6.2 采樣與量化
1.6.3 數模轉換
1.6.4 編碼譯碼器
1.6.5 速度優化
1.7 實驗
1.7.1 使用匯編器和鏈接器.命令文件
1.7.2 創建一個項目
1.7.3 連編項目
1.7.4 調試程序
1.7.5 查看存儲器和圖形
1.7.6 使用斷點和配置器
習題
參考文獻
第2章 數字信號處理基礎
2.1 數字信號與操作
2.1.1 基本信號
2.1.2 基本運算
2.2 變換
2.2.1 定義
2.2.2 z變換的性質
2.3 數字係統
2.3.1 綫性時不變係統
2.3.2 有限長單位衝激響應濾波器
2.3.3 無限長單位衝激響應濾波器
2.4 頻率分析
2.4.1 離散時問傅裏葉變換
2.4.2 離散傅裏葉變換
2.4.3 離散傅裏葉變換的性質
2.4.4 快速傅裏葉變換
2.5 信號處理
2.5.1 數字信號
2.5.2 時域處理
2.6 實驗
2.6.1 簡單的無限長單位衝激響應濾波器
2.6.2 軟件開發
2.6.3 信號處理工具
2.6.4 使用Code Composer Studio
測試C程序
習題
參考文獻
第3章 實現的考慮因素
3.1 引言
3.2 數據錶示與運算
3.2.1 定點數與運算
3.2.2 浮點運算
3.2.3 定點格式與浮點格式對比
3.3 有限字長效應
3.3.1 輸入量化
3.3.2 係數量化
3.3.3 溢齣與解決方法
3.3.4 捨入與捨位
3.4 編程問題
3.4.1 尋址模式
3.4.2 流水綫概念
3.4.3 指令高速緩存
3.4.4 硬件與軟件中斷
3.5 實時實現的考慮因素
3.5.1 信號轉換器
3.5.2 流處理
3.5.3 塊處理
3.5.4 矢量處理
3.5.5 基準測試
3.6 硬件接口
3.6.1 外部存儲器接口
3.6.2 計時器和主時鍾
3.6.3 串行端口連接
3.6.4 直接存儲器存取控製器
3.6.5 並行端口連接
3.6.6 主機端口連接
3.6.7 多處理技術
3.6.8 電源調節器
3.6.9 仿真器互連標準
3.7 實驗
3.7.1 利用MATLAB的實驗
3.7.2 采用定點C的實驗
3.7.3 采用C5000 CCS的實驗
習題
參考文獻
第4章 定點數字信號處理器
4.1 引言
4.1.1 源語句格式
4.1.2 匯編命令
4.1.3 軟件開發過程
4.2 TMS320C2000
4.2.1 體係結構概述
4.2.2 中央處理器
4.2.3 程序控製
4.2.4 編程問題
4.2.5 係統問題
4.2.6 一個應用：鎖相環
4.3 TMS320C54x
4.3.1 體係結構概述
4.3.2 尋址模式
4.3.3 指令集
4.3.4 編程考慮因素
4.3.5 係統問題
4.4 TMS320C55x
4.4.1 體係結構概述
4.4.2 中央處理器
4.4.3 尋址模式
4.4.4 指令集
4.4.5 編程考慮因素
4.4.6 C程序的優化
4.4.7 係統問題
4.5 TMS320C62x與TMS32064x
4.5.1 體係結構概述
4.5.2 存儲器係統
4.5.3 外部存儲器尋址
4.5.4 指令集
4.5.5 編程考慮因素
4.5.6 係統問題
4.6 實驗
4.6.1 錶示不同的Q格式
4.6.2 係數量化
4.6.3 溢齣處理
4.6.4 縮放和飽和模式
4.6.5 捨入
4.6.6 提取保護位
4.6.7 一個乘法特例
習題
參考文獻
第5章 浮點數字信號處理器
……
第6章 有限長單位衝激響應濾波
第7章無限長單位衝激響應濾波
第8章 快速傅裏葉變換
第9章 自適應濾波
部分習題答案
附錄A MATLAB與Simul ink簡介
附錄B 附加實驗與應用
附錄C 數字信號處理器的外圍設備編程
附錄D 有用的站點

作者介紹

---

郭森楙(Sen M. Kuo)，1976年於國立颱灣師範大學獲得學士學位，分彆於1983年、1985年在新墨西哥大學獲得碩士學位與博士學位。現為美國北伊利諾斯大學電氣工程係教授。1993年曾在德州儀器公司工作。作為作者齣版瞭4本專著他已經申請瞭7項美國，並發錶瞭150多篇技術

文摘

---

序言

---

《數字信號處理器：體係結構、實現與應用——國外經典教材 電子信息》 引言 在信息爆炸的時代，數字信號處理（DSP）技術已滲透到我們生活的方方麵麵，從音頻、視頻的壓縮與還原，到通信係統的調製解調，再到醫療影像的分析與識彆，DSP都扮演著核心角色。理解並掌握DSP的關鍵技術，尤其是其硬件實現，對於電子信息領域的專業人士而言至關重要。本書《數字信號處理器：體係結構、實現與應用》正是這樣一本旨在為讀者構建紮實DSP理論基礎，並深入剖析其硬件實現原理與實際應用的權威經典教材。它並非僅僅羅列概念，而是以一種係統、深入且貼近工程實踐的方式，帶領讀者探索DSP芯片的核心奧秘。 第一部分：DSP的核心理論與基礎 本書的開篇，著力於為讀者奠定堅實的數字信號處理理論基礎。這部分內容並非對現有DSP理論的簡單復述，而是從一個全新的視角，將抽象的數學概念與DSP的工程應用緊密結閤。 離散時間信號與係統： 深入探討離散時間信號的采樣、量化以及信號的錶示方法。在此基礎上，詳細闡述綫性時不變（LTI）係統的基本性質，包括捲積、衝 ক্রমবর্ধমান (Z) 變換的性質及其在係統分析中的作用。讀者將學習如何利用Z變換來分析係統的穩定性和因果性，以及如何求解差分方程，理解係統的瞬態和穩態響應。重點將放在如何將連續時間信號的特性映射到離散時間域，以及這種映射帶來的理論挑戰與工程優勢。 頻率域分析： 強調頻率域分析在DSP中的核心地位。從傅裏葉級數和傅裏葉變換的數學原理齣發，深入講解離散傅裏葉變換（DFT）及其高效算法——快速傅裏葉變換（FFT）。讀者將理解FFT不僅是計算上的效率提升，更是理解信號在不同頻率成分上能量分布的關鍵工具。本書將通過豐富的示例，展示如何利用FFT進行頻譜分析，例如識彆周期性信號、分析噪聲成分，以及理解濾波器的頻率響應特性。會特彆探討FFT在實際工程中的應用場景，如音頻均衡、譜減法降噪等，並深入分析算法的復雜度、精度和不同FFT算法（如Cooley-Tukey算法）的優勢與劣勢。 數字濾波器的設計與實現： 濾波是DSP中最基本也是最重要的操作之一。本書將全麵覆蓋數字濾波器的設計理論，包括FIR（有限脈衝響應）濾波器和IIR（無限脈衝響應）濾波器的設計方法。讀者將學習多種設計算法，例如窗函數法、頻率采樣法、Parks-McClellan算法等，並理解不同設計方法的優缺點及其適用場景。在實現層麵，本書將詳細講解濾波器的結構，如直接型、級聯型、並行型等，並分析不同結構在計算量、存儲空間和量化誤差方麵的差異。特彆會強調濾波器的穩定性、幅頻響應和相頻響應對實際信號處理效果的影響，並提供在實際係統中進行濾波器係數優化的指導。 采樣定理與重構： 深入剖析Nyquist-Shannon采樣定理，並對其進行更廣泛的討論，包括欠采樣、過采樣及其對信號分析和處理的影響。本書將詳細講解如何從采樣信號中精確地重構原始連續時間信號，探討重構濾波器（插值濾波器）的設計與性能。重點將放在理解采樣頻率的選擇如何直接影響信號的保真度，以及在實際係統中如何權衡采樣率、量化精度和計算復雜度。 第二部分：DSP芯片的體係結構與核心機製 本書的精髓在於其對DSP芯片體係結構的深入剖析。這部分內容將帶領讀者從宏觀到微觀，理解DSP芯片之所以能夠高效處理數字信號的內在原因。 DSP處理器與微控製器/微處理器的區彆： 區彆於通用微處理器，DSP芯片擁有其獨特的硬件架構，以加速信號處理算法的執行。本書將清晰地闡述DSP與微控製器/微處理器在指令集、數據通路、存儲器結構以及專用硬件加速器等方麵的根本差異。讀者將理解為何DSP特彆適閤於循環密集型、數據密集型的信號處理任務。 核心架構：Harvard架構與超長指令字（VLIW）： 重點講解DSP芯片普遍采用的Harvard架構，即指令存儲器和數據存儲器分離，允許指令取指和數據訪問並行進行，從而提高效率。同時，深入探討一些高性能DSP采用的超長指令字（VLIW）架構，解釋VLIW如何允許在一個時鍾周期內並行執行多條指令，極大地提升瞭吞吐量。本書將通過詳細的圖示和指令格式分析，幫助讀者理解 these 架構如何工作，以及它們為信號處理帶來的性能優勢。 專門的硬件加速器：MAC單元，移位器，循環硬件： DSP芯片之所以高效，離不開其內置的專用硬件單元。本書將詳細解析乘法纍加（MAC）單元在DSP中的核心作用，講解其如何以單條指令完成乘法和加法操作，這是大多數DSP算法（如捲積、濾波）的基礎。此外，還將探討移位器、循環硬件（如硬件循環緩衝器、地址生成器AGU）如何加速重復性任務，以及這些硬件單元的相互配閤如何實現指令流水綫。 指令集架構（ISA）： 深入分析DSP處理器的指令集架構，特彆是那些針對信號處理優化的指令。這包括嚮量指令、飽和算術指令、以及針對FFT、DCT等算法優化的特殊指令。讀者將學習如何閱讀和理解DSP匯編代碼，從而更深刻地理解算法是如何在硬件層麵被高效執行的。 存儲器體係結構與DMA： 詳細介紹DSP的存儲器組織，包括片內RAM、ROM，以及與外部存儲器接口。重點將放在理解其數據緩存、指令緩存機製，以及多級存儲器層次結構如何平衡訪問速度和容量。此外，將深入講解直接內存訪問（DMA）控製器，解釋DMA如何允許外設與內存之間進行數據傳輸，而無需CPU乾預，從而顯著提高係統吞吐量，並將CPU解放齣來執行其他任務。 第三部分：DSP的實現與開發 理論和硬件原理的理解之後，本書將引導讀者進入DSP的實際開發與實現階段。 DSP開發工具鏈： 介紹典型的DSP開發環境，包括集成開發環境（IDE）、編譯器、匯編器、調試器和仿真器。讀者將學習如何使用這些工具來編寫、編譯、調試和部署DSP應用程序。重點將放在理解代碼優化策略，例如如何利用編譯器選項、編寫高效的匯編代碼，以及如何使用性能分析工具來發現瓶頸。 嵌入式C語言在DSP開發中的應用： 盡管DSP具有專門的匯編指令，但嵌入式C語言仍是主要的開發語言。本書將重點講解如何編寫高效的C語言代碼以充分利用DSP硬件特性，包括數據類型選擇、指針使用、循環展開、函數內聯等技術。會特彆討論如何使用特定於DSP處理器的C語言擴展或庫函數來訪問硬件加速器。 DSP應用程序的性能優化： 性能是DSP應用的關鍵。本書將提供一係列實用的性能優化技術，包括算法級優化（選擇更優的算法，如FFT的變種）、數據結構優化、內存訪問模式優化、以及針對特定DSP硬件的指令級並行優化。讀者將學習如何識彆性能瓶頸，並應用相應的優化策略來最大化處理速度。 實時操作係統（RTOS）在DSP中的應用： 在復雜的DSP係統中，實時操作係統（RTOS）扮演著至關重要的角色。本書將介紹RTOS的基本概念，如任務管理、任務調度、進程間通信（IPC）和中斷處理，並探討其在DSP係統中的應用。讀者將理解RTOS如何幫助管理多任務、保證實時性，以及如何與DSP硬件進行有效交互。 第四部分：DSP的應用領域與案例研究 理論與技術武裝之後，本書將通過豐富的實際應用案例，展現DSP技術的強大生命力。 通信係統： 深入分析DSP在現代通信係統中的作用，包括調製解調（如QPSK, QAM）、信道編碼與解碼、均衡器、自適應濾波等。讀者將瞭解DSP如何實現高速數據傳輸、提高信號質量和抗乾擾能力。 音頻與視頻處理： 探討DSP在音頻壓縮（如MP3, AAC）、音頻效果處理（如迴聲消除、降噪）、視頻壓縮（如MPEG, H.264）、圖像增強和目標識彆等領域的應用。會涉及一些經典的音頻和視頻編碼解碼算法的DSP實現原理。 雷達與聲納係統： 介紹DSP在雷達信號處理中的應用，如脈衝壓縮、多普勒處理、目標檢測與跟蹤。同樣會涵蓋聲納信號處理中，如迴聲定位、目標識彆等。 醫療影像處理： 闡述DSP在醫療影像成像（如CT, MRI）和圖像分析中的作用，如圖像去噪、邊緣增強、特徵提取等，以及這些技術如何支持醫生進行診斷。 其他新興應用： 涵蓋DSP在生物識彆、智能儀器、工業自動化、以及消費電子産品等領域的應用，展現DSP技術的廣泛性和前沿性。 結論 《數字信號處理器：體係結構、實現與應用》不僅僅是一本教科書，更是一座通往DSP世界的大門。它以其嚴謹的理論體係、深入的硬件剖析、實用的開發指南以及豐富的應用案例，為電子信息領域的學習者和實踐者提供瞭寶貴的知識財富。通過係統學習本書，讀者不僅能夠深刻理解數字信號處理的原理，更能掌握DSP芯片的內在工作機製，並能熟練運用相關工具進行高效的DSP係統設計與開發，從而在日新月異的科技浪潮中，把握住核心技術，創造齣更智能、更美好的未來。本書將是任何希望在數字信號處理領域深入鑽研的專業人士的必備參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名裏提到瞭“經典教材”，這四個字確實讓人充滿瞭好奇和期待。一般來說，被冠以“經典”二字的教材，往往經過瞭時間的檢驗，其內容和體係都經過瞭反復的打磨和完善，能夠比較全麵、深入地闡述一個領域的核心知識。我個人比較看重教材的權威性和前瞻性，希望能夠學到那些經過實踐檢驗、並且在行業內被廣泛認可的知識。我希望這本書能夠提供紮實的理論基礎，並且能夠解釋清楚這些理論是如何轉化為實際的技術和應用的。對於我這樣一個希望在數字信號處理領域有所建樹的人來說，一本好的經典教材，就如同是一張高質量的地圖，能夠指引我找到正確的方嚮，少走彎路。我對這本書能夠帶來這種價值，抱有很高的期望。

評分☆☆☆☆☆

我非常看重技術書籍的語言風格。我個人不太喜歡那種過於晦澀、堆砌術語的寫法，而是偏好那種語言通俗易懂、邏輯清晰、並且能夠引發思考的風格。即使是麵對復雜的概念，我也希望作者能夠用一種恰當的方式來解釋，而不是簡單地羅列公式和定義。我希望這本書的語言能夠像一位耐心、善於引導的老師，用我能夠理解的方式，一步一步地把我帶入到數字信號處理的世界。同時，我也希望書中能夠有一些啓發性的思考，能夠讓我不僅僅是機械地記憶知識，而是能夠真正地理解其背後的原理，並且能夠舉一反三，將所學的知識遷移到其他問題上。這種“授人以漁”的教學方式，是我認為一本優秀教材的最高境界。

評分☆☆☆☆☆

在學習任何一門技術的時候，我都會特彆關注書中是否有清晰的案例分析和實踐指導。理論知識固然重要，但如果不能與實際應用相結閤，那麼學習的意義就會大打摺扣。我希望這本書能夠提供一些典型的應用場景，並且能夠詳細解釋數字信號處理技術是如何在這些場景中發揮作用的。最好還能有一些代碼示例或者僞代碼，能夠讓我理論結閤實踐，動手去實現一些基本的功能。這樣一來，我不僅能夠理解原理，還能親身體驗到技術的魅力，並且培養解決實際問題的能力。有時候，一本好書的價值，就在於它能讓你從“知道”變成“做到”。我期待這本書能夠在這方麵給我帶來驚喜，讓我能夠真正掌握數字信號處理這門技術。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的技術書籍，除瞭內容本身的深度和廣度，其邏輯結構的清晰程度也至關重要。這本書雖然我還沒來得及深入研讀，但初步翻閱下來，給我的感覺是條理非常分明。章節之間的過渡很自然，像是層層遞進的階梯，能夠引導讀者逐步理解復雜的技術概念。而且，書中大量的圖示和錶格，對於理解抽象的概念起到瞭非常關鍵的作用。那些框圖、流程圖，一下子就把原本枯燥的原理變得生動形象，大大降低瞭理解門檻。我覺得，作者在內容編排上一定花瞭很多心思，考慮到瞭不同層次讀者的需求。對於初學者來說，清晰的結構和豐富的圖解能幫助他們快速入門；而對於有一定基礎的讀者，係統性的梳理也能幫助他們鞏固和深化理解。這種精心的設計，無疑會大大提升閱讀的效率和體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計倒是挺讓人眼前一亮的，封麵那種低飽和度的藍配閤著銀色的書名，透著一股沉靜而又專業的科技感。拿到手的時候，紙張的手感也很舒服，不是那種特彆光滑、容易留指紋的，而是略帶一點點磨砂質感，翻閱的時候感覺很穩，不會輕易滑脫。書脊的處理也比較牢固，一看就是那種可以經常翻看、承載知識的書。我本來是對這個領域瞭解不多，但這本書的整體氣質，就像一位經驗豐富的導師，不浮誇，但給人一種紮實可信的感覺。有時候，一本好書的光是外在呈現，就能在閱讀之前就建立起一種期待感和親近感，這本書在這方麵做得相當不錯。而且，它的尺寸也挺適閤放在書架上，不會太寬也不會太窄，擺放起來很整齊，這對於一個有藏書癖的人來說，也是一個加分項。