DSPs 原理及应用教程 薛雷 9787302153542 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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薛雷 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302153542

商品编码：29690942778

包装：平装

出版时间：2007-11-01

基本信息

书名：DSPs 原理及应用教程

定价：26.00元

作者：薛雷

出版社：清华大学出版社

出版日期：2007-11-01

ISBN：9787302153542

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.481kg

编辑推荐

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内容提要

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掌握TMS320C6201/6701DSPs是了解当代众多DSPs的方法之一。DSPs是Digital Signal Processors的缩写，指专用于数字信号处理的可编程微处理器。本书从工程设计的角度讲述了DSPs的基本结构、构成核心系统的各技术细节和实时硬件调试仿真技术。
　　本书深入浅出，内容丰富，数据准确，电路结构切实可行。本书既可以作为学生教材，也可供工程技术人员参考。

目录

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部分 DSPs概论与TMS320C6201/6701基本结构
　章　实时数字信号处理与DSPs芯片
　　1.1　实时数字信号处理
　　　1.1.1　实时数字信号处理对DSPs的要求
　　　1.1.2　DSPs处理器与模拟信号处理电路的比较
　　　1.1.3　DSPs处理器与通用处理器的比较
　　1.2　DSPs的发展历史
　　　1.2.1　初期的DSP 结构和代DSPs 产品
　　　1.2.2　第二代增强的DSPs
　　　1.2.3　第三代DSPs的创新设计
　　　1.2.4　当今DSP技术的新特点和应用领域
　　1.3　Texas Instruments公司的DSPs
　　1.4　TI DSPs的开发环境和工具
　　　1.4.1　Texas Instrument公司的CCS开发工具
　　　1.4.2　MATLAB DSP模块对TI DSPs的支持
　　　1.4.3　LabView DSP模块对TI DSPs的支持
　第2章　TMS320C6201/6701的基本结构与指令集
　　2.1　中央处理单元
　　　2.1.1　中央处理单元基本结构
　　　2.1.2　数据通路
　　　2.1.3　控制寄存器组
　　　2.1.4　TMS320C6701扩充控制寄存器组
　　2.2　片内程序和数据存储器
　　　2.2.1　片内程序和数据存储器的基本结构
　　　2.2.2　程序存储器控制器
　　　2.2.3　片内程序存储器
　　　2.2.4　由DMA控制器对片内程序存储器的寻访
　　　2.2.5　数据存储器控制器
　　　2.2.6　片内数据存储器
　　　2.2.7　DMA控制器寻访片内程序存储器
　　2.3　片外存储器接口
　　　2.3.1　片外存储器接口的基本结构
　　　2.3.2　片外存储器接口的接口信号
　　　2.3.3　片外存储器接口寄存器
　　　2.3.4　SDRAM接口
　　　2.3.5　SBSRAM接口
　　　2.3.6　异步存储器接口
　　2.4　直接存储器访问控制器
　　　2.4.1　直接存储器访问控制器的基本结构
　　　2.4.2　直接存储器访问技术术语与功能特点
　　　2.4.3　直接存储器访问寄存器
　　　2.4.4　直接存储器访问数据块传输
　　　2.4.5　直接存储器访问特殊操作方式
　　2.5　流水线
　　　2.5.1　TMS320C6201/6701流水线的基本结构
　　　2.5.2　流水线对应不同指令形式的执行模式
　　　2.5.3　流水线运行注意事项
　　2.6　多通道缓冲串口
　　　2.6.1　TMS320C6201/6701多通道缓冲串口的技术特性
　　　2.6.2　多通道缓冲串口的接口信号
　　　2.6.3　多通道缓冲串口的寄存器
　　　2.6.4　数据的发送与接收
　　　2.6.5　多通道选择操作
　　2.7　通用定时器
　　　2.7.1　TMS320C6201/6701通用定时器基本技术特性
　　　2.7.2　通用定时器的运行
　　2.8　中断选择器
　　　2.8.1　TMS320C6201/6701中断选择器的基本特性
　　　2.8.2　中断服务表
　　　2.8.3　中断设置流程
　　　2.8.4　中断嵌套
　　　2.8.5　陷阱
　　2.9　芯片模式、时钟与电源配置
　　　2.9.1　TMS320C6201/6701芯片模式配置概述
　　　2.9.2　TMS320C6201/6701复位
　　　2.9.3　芯片模式配置
　　　2.9.4　输入时钟模式配置
　　　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　指令集的格式与规则
　　　2.10.3　指令集
　第3章　DSPs主机端口的原理及应用
第二部分　DSPs核心系统硬件设计
　第4章　SDRAM在核心系统中与DSP EMIF的接口和地址分配
　第5章　SBSRAM在核心系统中与DSP EMIF的接口和地址分配
　第6章　FlashROM在核心系统中与DSP EMIF的接口和地址分配
　第7章　FIFO在核心系统中与DSP EMIF的接口和地址分配
　第8章　DSP核心系统和其他技术
第三部分　DSP软件调试技术
　第9章　利用CCS开发DSP程序
　0章　利用TMS320C6201/6701核心系统的定浮点运算程序的设计与分析
　1章　利用TMS320C6201/6701核心系统的FFT运算程序的设计与分析
　2章　IIR和FIR数字滤波器程序的设计与仿真
　3章　基于DSP/BIOS测试FIR数字滤波器程序
附录
　附录A　指令表
　附录B　程序代码
　附录C　DSPs Main Words Dictionary
　附录D　TMS320C6201/6701核心系统电路结构内容索引
参考文献

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：理论与实践的深度探索 数字信号处理（DSP）作为一门连接数学理论与现实世界应用的桥梁，在信息时代扮演着至关重要的角色。从我们日常使用的手机通信、高清影音播放，到医疗影像分析、科学仪器测量，乃至国防安全和工业自动化，DSP的技术身影无处不在，深刻地影响着我们的生活方式和科技进步。本书旨在为读者构建一个扎实而全面的DSP理论框架，并辅以丰富的实际应用案例，帮助读者理解DSP的核心概念，掌握关键技术，并能将其灵活应用于实际工程问题中。 本书的编写遵循循序渐进的原则，从最基础的信号与系统概念入手，逐步深入到复杂的算法和应用。我们坚信，只有深刻理解了信号与系统的基本原理，才能更好地掌握后续的DSP技术。因此，第一部分将聚焦于信号与系统的基石。我们将从离散时间信号和连续时间信号的定义、分类入手，详细阐述信号的常用运算，如加法、乘法、翻转、延迟和尺度变换等。紧接着，我们将引入系统的概念，区分线性时不变（LTI）系统、因果系统、稳定系统等关键属性，并重点讲解LTI系统的时域分析，包括卷积的计算与意义，以及系统函数在描述系统行为中的作用。这一部分的知识是后续所有DSP理论和应用的基础，将为读者打下坚实的地基。 第二部分是DSP的核心内容，即离散傅里叶变换（DFT）及其相关变换。我们知道，信号的时域表示虽然直观，但在分析信号的频率成分时存在局限性。傅里叶变换为我们打开了另一扇观察信号的视角——频域。本书将系统地介绍离散傅里叶变换（DFT）的定义、性质及其在信号分析中的重要作用。我们将深入探讨DFT的计算方法，以及快速傅里叶变换（FFT）算法的原理和优势，理解FFT如何极大地提高了DFT的计算效率，从而使其在实际应用中成为可能。此外，我们还将介绍与之密切相关的离散时间傅里叶变换（DTFT）和傅里叶级数（FS），帮助读者建立对不同域下信号表示的完整认知。通过这一部分的学习，读者将能够熟练地从频域分析信号的特性，理解信号的频谱信息。 第三部分将转向数字滤波器的设计与实现。滤波器是DSP中最重要和最常用的工具之一，它允许我们选择性地保留或抑制信号的特定频率成分。我们将首先区分无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，详细介绍它们的特点、设计方法和各自的优缺点。在IIR滤波器部分，我们将讲解从模拟滤波器到数字滤波器的转换方法，如脉冲响应不变法、双线性变换法等，并介绍Butterworth、Chebyshev、Elliptic等经典模拟滤波器的设计。在FIR滤波器部分，我们将重点介绍窗函数设计法和频率采样法，以及优化设计方法。本书将不仅提供理论设计公式，还将给出具体的实例，演示如何根据实际需求选择合适的滤波器类型、设计参数，并最终实现数字滤波器。 第四部分将探讨多速率信号处理。在许多实际系统中，信号在不同的处理阶段可能需要以不同的采样率进行传输和处理。多速率信号处理技术，如抽取（Decimation）和内插（Interpolation），能够有效地改变信号的采样率，实现信号的压缩、带宽匹配和高效传输。我们将详细讲解抽取和内插的基本原理，介绍多相滤波器组（Polyphase Filter Bank）在实现高效多速率处理中的作用，并探讨相关的应用，例如音频编码、高分辨率图像处理等。 第五部分将深入研究谱估计技术。谱估计是指从观测到的信号样本中估计信号的功率谱密度，它是信号分析和识别的重要手段。我们将介绍经典的谱估计方法，如周期图法、改进周期图法、Welch法等，分析它们的原理、优缺点和适用范围。此外，我们还将介绍现代谱估计方法，如参数化谱估计（例如AR模型、ARMA模型）以及高分辨率谱估计技术（例如MUSIC、ESPRIT）。通过这一部分的学习，读者将能够选择合适的谱估计方法来分析和理解信号的频率结构。 第六部分将聚焦于自适应信号处理。在许多实际应用中，信号的统计特性会随时间而变化，或者存在未知的干扰。自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性，自动调整其滤波系数，以达到最佳的滤波效果。本书将介绍自适应滤波器的基本原理，并重点讲解经典的自适应算法，如最小均方（LMS）算法及其变种，以及递归最小二乘（RLS）算法。我们将详细分析这些算法的收敛性、收敛速度和计算复杂度，并介绍自适应滤波器的典型应用，如噪声消除、回声消除、信道均衡等。 第七部分将把理论知识转化为实际应用。我们将精选一系列代表性的DSP应用案例，涵盖通信、语音、图像、医疗等多个领域。在通信领域，我们将探讨数字调制解调、信道编码与解码、OFDM等关键技术。在语音处理方面，我们将介绍语音信号的分析、识别、合成，以及语音增强技术。在图像处理中，我们将展示图像滤波、边缘检测、图像压缩等经典应用。在医疗领域，我们将简要介绍DSP在医学影像（如CT、MRI）的重建和分析中的作用。这些案例的讲解将紧密结合前面章节的理论知识，帮助读者理解DSP是如何解决实际工程问题的，激发读者将所学知识应用于创新性开发的兴趣。 第八部分将简要介绍DSP的硬件实现。虽然本书的重点在于算法和理论，但了解DSP算法如何在硬件上实现同样重要。我们将简要介绍通用的DSP处理器架构，包括其特点和优势，以及数字信号处理器（DSPs）在专用的嵌入式系统中的应用。同时，我们也会提及FPGA等可编程逻辑器件在DSP加速中的作用。 本书的特色在于： 理论与实践并重： 每一个理论概念都配以清晰的解释和直观的图示，并结合具体的应用场景进行阐述，力求让读者理解“为什么”和“怎么做”。 循序渐进，逻辑严谨： 内容安排上层层递进，从基础概念到高级算法，确保读者能够逐步建立完整的知识体系。 数学推导严谨，工程应用直观： 在保证数学推导的严谨性的同时，也注重从工程应用的视角来解释算法的含义和作用，避免枯燥的数学公式堆砌。 注重算法理解和分析： 不仅介绍算法的流程，更侧重于对算法的原理、性能、优缺点进行深入分析，培养读者独立解决问题的能力。 丰富的示例与讲解： 大量的计算示例和算法流程图穿插其中，帮助读者更好地理解抽象概念，并为读者提供学习和实践的指引。 通过学习本书，读者将不仅掌握数字信号处理的核心理论知识，更能深刻理解这些理论在实际工程中的应用价值。无论您是即将进入DSP领域的学生，还是希望提升DSP技能的工程师，本书都将是您宝贵的参考资料和得力助手，助您在蓬勃发展的数字信号处理领域中，开辟属于自己的一片天地。

评分☆☆☆☆☆

让我感到惊喜的是，这本书在处理数学推导的严谨性和最终工程实现的贴近性之间找到了一个完美的平衡点。很多DSP书籍要么是数学推导过于晦涩，让人望而却步，要么是过于注重代码实现，导致对底层原理一知半解。然而，这本教程在这方面做得恰到好处。比如，在讲解量化噪声和溢出处理时，作者没有仅仅给出公式，而是详细分析了在有限字长运算环境下，不同截断策略对信噪比的实际影响，甚至提供了量化误差的统计模型。这种深入到比特层面的分析，对于追求极限性能的音频或控制系统工程师来说，是极其宝贵的财富。此外，书中对实时性约束的讨论也十分到位，它不仅仅是讨论了运算复杂度，更结合了DSP的时钟周期和内存访问延迟，给出了如何通过循环展开、并行化等技术来满足严格实时需求的具体操作指南。它教会的不是如何“算出”结果，而是如何在资源受限的真实世界中“高效地”得到结果，这才是工程教育的核心价值所在。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在嵌入式系统领域摸爬滚打的工程师，我对于市面上那些泛泛而谈的教程总是敬而远之，但这本书的深度和广度完全超出了我的预期。它不仅仅停留在理论的表面，而是真正深入到了DSPs的内核机制，探讨了诸如流水线冲突、中断延迟以及特定指令集的优化策略等实战中至关重要的问题。书中对不同架构DSP（比如德州仪器和意法半导体的主流系列）的特性对比分析，提供了非常宝贵的参考价值，让我能够根据项目需求，更精准地选择合适的硬件平台。更难能可贵的是，作者似乎深谙工程实践中的痛点，每当介绍完一个理论点后，紧接着就会有相应的“陷阱提醒”或者“性能优化建议”，这些经验之谈比教科书上的标准推导要实用得多。我尝试着按照书中的案例代码在我的开发板上跑了一遍，编译和调试过程都异常顺畅，说明书中的代码是经过充分验证和优化的，而不是简单的理论翻译。这本书的实用性，已经远远超越了一本纯理论教材的范畴，更像是一位资深架构师的手把手指导手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常独特，它不像传统的教材那样枯燥乏味，反而带有一种沉稳而富有洞察力的学术对话感。作者在阐述复杂概念时，总是能用一种非常克制的语言，引人入胜地将读者带入到问题构建的思维路径中。我尤其喜欢其中几处对历史背景的简短回顾，比如早期数字滤波器的设计困境，这使得我们不光知道“是什么”，更能理解“为什么”要这样设计。这种对知识体系建立过程的尊重，极大地提升了阅读的趣味性。它的结构安排非常巧妙，前半部分像是坚实的地基，确保了所有读者都能牢固掌握傅里叶变换、Z变换这些核心工具；后半部分则像搭建起了摩天大楼，引入了自适应滤波、谱分析等前沿技术。对于初学者来说，它提供了一条清晰的、不会迷失方向的学习路径；而对于有经验的读者，那些深入到具体DSP硬件资源调度的章节，则提供了拓宽视野、提升算法效率的新的视角。读完后，感觉自己对整个DSP领域的认知框架被重新梳理和加固了。

评分☆☆☆☆☆

对于那些希望从零开始构建扎实DSP基础的自学者而言，这本书提供了一个近乎完美的学习资源包。它的自洽性非常高，几乎所有的前置知识点都在书中得到了必要的铺垫，很少需要频繁地跳出去查阅其他参考资料。特别是对于那些有一定C语言基础，但对数字信号处理尚感陌生的读者，这本书的引导性极强。它没有假定读者已经拥有深厚的数学背景，而是循序渐进地引入新的数学工具，并立即展示这些工具在实际信号处理问题中的应用。我特别喜欢它对离散时间系统分析章节的处理方式，作者通过大量的对比实验和图形演示，清晰地展示了连续域与离散域转换过程中信息损失和系统响应的微妙变化，这比单纯背诵定义要深刻得多。这本书的价值在于，它不仅是知识的传递者，更是一个思维方式的塑造者，它引导读者像一位专业的数字信号处理工程师那样去思考、去设计和去优化，无疑是提升专业能力的一把利器。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧质量简直让人眼前一亮，拿在手里很有分量感。封面设计得简洁又不失专业气息，那种深邃的蓝色调很容易让人联想到数字信号处理领域的严谨与深奥。内页纸张的选用也相当不错，没有那种廉价的漂白感，印刷清晰锐利，即便是复杂的公式和图表，看起来也丝毫没有重影或模糊的问题。我特别欣赏作者在章节布局上的用心，逻辑衔接得非常自然流畅，从基础概念的引入到高级算法的深入探讨，每一步的过渡都显得水到渠成。尤其值得称道的是，书中大量的插图和示意图绘制得极其精美，线条流畅，色彩搭配得当，很多抽象的数学原理通过这些直观的视觉辅助，一下子就变得容易理解多了。比如，在讲解FFT算法时，那些三维的旋转因子可视化图形，简直就是教科书级别的范例，让人忍不住想多看几遍，加深理解。这种对细节的关注，足以体现出版方和作者对内容质量的极致追求，读起来是一种享受，让人感觉自己正在接触的是一本经过精心打磨的学术精品，而不是匆忙赶工的资料汇编。