DSP嵌入式项目开发三位一体实战精讲(内附光盘1张) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘波文 著

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出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512407602

商品编码：29691358950

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名：DSP嵌入式项目开发三位一体实战精讲(内附光盘1张)

定价：49.00元

作者：刘波文

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787512407602

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.540kg

编辑推荐

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内容提要

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《DSP嵌入式项目开发三位一体实战精讲》以TIDSP系列为写作平台，通过大量实例，深入浅出地介绍了DSP嵌入式项目开发的方法与技巧。全书共分12章，篇(、2章)为DSP开发基础，简要介绍了DSP的硬件结构、指令系统，以及CCS集成开发工具，引导读者掌握必要的技术基础；第二篇(第3～12章)为项目实例，通过12个实例，详细阐述了DSP在接口扩展与传输、工业控制、图形图像、数字消费与网络通信领域的开发原理、流程思路和技巧。实例来自于项目实践，代表性和指导性强，读者通过学习后举一反三，设计水平将得到快速提高，步入高级工程师的行列。本书层次清晰，结构合理，实例典型，技术先进热门。不但详细介绍了DSP嵌入式的硬件设计和软件编程，而且提供了完善的设计思路与方案，总结了开发心得和注意事项，对实例的程序代码做了详细注释，方便读者理解精髓，学懂学透，学以致用。《DSP嵌入式项目开发三位一体实战精讲》配有光盘一张，包含全书所有实例的硬件原理图、程序代码以及开发过程的语音视频讲解，方便读者进一步巩固与提高。本书适合计算机、自动化、电子及硬件等相关专业的大学生，以及从事DSP开发的科研人员使用。全书主要由刘波文、张军、何勇编写。

目录

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篇 DSP开发基础
　章 DSP处理器入门
　 1.1 DSP处理器的特点与分类
　 1.2 DDSP的应用领域
　 1.3 DSP芯片选型
　 1.4 DSP的硬件结构
　 1.5 DSP的指令系统
　 1.5.1 指令和功能单元的映射
　 1.5.2 指令集与寻址方式
　 1.5.3 C6000的指令特点
　 1.6 本章小结
　第2章 CCS集成开发工具
　 2.1 CCS的特点及其安装
　 2.1.1 CCS功能简介
　 2.1.2 CCS的组成单元
　 2.1.3 为CCS安装设备驱动程序
　 2.2 CCS的基本功能及其使用方法
　 2.2.1 查看与修改存储器／变量
　 2.2.2 使用断点工具
　 2.2.3 使用探针点工具
　 2.2.4 使用图形工具
　 2.3 本章小结
第二篇 项目实例
　第3章 USB接口扩展系统设计
　 3.1 USB接口扩展系统概述
　 3.1.1 数字信号处理器TMS320F2812概述
　 3.1.2 USB芯片CY7C68001概述
　 3.1.3 FPGA芯片EP1C3概述
　 3.2 硬件电路设计
　 3.2.1 USB接口芯片电路
　 3.2.2 FPGA应用电路
　 3.2.3 数字信号处理器TMS320F2812及其外围电路
　 3.3 软件设计
　 3.3.1 USB设备的相关软件设计
　 3.3.2 TMS320F2812软件设计
　 3.3.3 FPGA相关软件设计
　 3.4 本章总结
　第4章 DSP接口扩展设计
　 4.1 SRIO高速接口设计
　 4.1.1 SRIO高速接口设计实现
　 4.1.2 SRlO高速接口应用层开发
　 4.2 GPIO接口设计
　 4.2.1 GPIO工作原理
　 4.2.2 GPIO点灯
　 4.2.3 GPIO外部中断
　 4.3 本章总结
　第5章 步进电机控制系统设计
　 5.1 步进电机系统概述
　 5.1.1 步进电机系统架构
　 5.1.2 步进电机分类及原理
　 5.1.3 定点数字信号处理器
　 5.2 步进电机控制系统硬件设计
　 5.3 步进电机控制软件设计
　 5.4 本章总结
　第6章 工业流程计量与控制系统设计
　 6.1 工业流程计量与控制系统概述
　 6.1.1 系统架构
　 6.1.2 TMS320LF2407处理器ADC模块
　 6.1.3 FMS320LF2407数字I／O模块
　 6.2 工业流程计量与控制系统硬件设计
　 6.2.1 硬件设备概述
　 6.2.2 硬件电路设计
　 6.3 工业流程计量与控制软件设计
　 6.4 本章总结
　第7章 液晶屏显示系统设计
　 7.1 液晶屏显示系统概述
　 7.1.1 液晶屏显示原理
　 7.1.2 液晶显示屏的分类
　 7.1.3 T6963C控制器概述
　 7.2 硬件系统设计
　 7.3 系统软件设计
　 7.3.1 汉字显示
　 7.3.2 软件设计实例
　 7.4 本章总结
　第8章 网络摄像机系统设计
　 8.1 网络摄像机系统概述
　 8.1.1 视频／图像定点数字信号处理器核心单元概述
　 8.1.2 视频采集单元概述
　 8.1.3 视频输出单元概述
　 8.1.4 音频输入／输出单元概述
　 8.1.5 以太网通信单元概述
　 8.1.6 存储器单元概述
　 8.1.7 CPLD用户I／O扩展单元概述
　 8.1.8 RS-485匝信接口单元概述
　 8.2 网络摄像机硬件设计
　 8.2.1 电源供电电路
　 8.2.2 数字信号处理器核心电路
　 8.2.3 视频采集电路
　 8.2.4 视频编码电路
　 8.2.5 音频编解码电路
　 8.2.6 存储器电路
　 8.2.7 以太网通信接口电路
　 8.2.8 RS-485接口电路
　 8.2.9 CPLD用户I／O扩展
　 8.3 网络摄像机软件设计
　 8.3.1 视频输入部分
　 8.3.2 视频输出部分
　 8.3.3 核心单元处理程序
　 8.3.4 以太网通信软件设计
　 8.3.5 音频输入／输出部分
　 8.4 本章总结
　第9章 安防认证设计
　 9.1 AES加密
　 9.1.1 AES算法分析
　 9.1.2 AES算法修正
　 9.1.3 AES算法DSP实现
　 9.2 数字水印隐藏
　 9.2.1 LSB数字音频水印应用
　 9.2.2 音频数字水印算法
　 9.2.3 试验结果
　 9.3 本章总结
　0章 语音编解码设计
　 10.1 G.711语音编码
　 10.1.1 G.711算法定义
　 10.1.2 G.711性能参数
　 10.1.3 G.711算法及程序
　 10.2 G.729A语音编码
　 10.2.1 G.729性能参数
　 10.2.2 G.729原理算法及程序
　 10.2.3 G.729A优化
　 10.3 TLV320AIC23语音处理模块
　 10.3.1 TLV320AIC23的功能结构
　 10.3.2 TLV320AIC23的配置
　 10.3.3 初始化的程序
　 10.3.4 两种编码方式的试验结果
　 10.4 本章总结
　1章 基于DSP的以太网通信设计
　 11.1 以太网通信协议
　 11.2 硬件PHY芯片选型
　 11.3 软件设计
　 11.3.1 DSP端程序设计
　 11.3.2 DSP与PHY芯片的连通
　 11.3.3 PHY芯片点亮指示灯及接口设置
　 11.4 应用实例1——EMAC传输的发送和接收
　 11.5 应用实例2——PC上位机通信程序
　 11.6 本章总结
　2章 CAN总线通信系统设计
　 12.1 CAN总线及CAN总线协议概述
　 12.1.1 CAN总线网络拓扑
　 12.1.2 CAN通信协议
　 12.1.3 CAN总线信号特点
　 12.1.4 CAN的位仲裁技术
　 12.1.5 CAN总线的帧格式
　 12.1.6 CAN报文的帧类型
　 12.2 CAN控制器模块介绍
　 12.3 CAN总线通信系统硬件电路设计
　 12.3.1 PCA82C250芯片概述
　 12.3.2 CAN总线隔离器—AD真真M1201
　 12.3.3 硬件电路设计
　 12.4 CAN总线通信系统软件设计
　 12.5 本章总结
　参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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DSP嵌入式项目开发：从原理到实践的深度探索 本书旨在为读者提供一套系统、深入且极具实战性的DSP嵌入式项目开发指南。我们跳脱出单纯的工具性介绍，致力于将DSP（数字信号处理）的核心理论、嵌入式系统设计理念与实际项目开发流程有机结合，为有志于在这一领域深耕的开发者们搭建起一座通往精通的桥梁。全书内容紧密围绕“开发”二字展开，从底层硬件选型、原理分析，到软件架构设计、算法实现，再到系统集成、性能优化，层层递进，力求让读者在理解“为何”和“如何”的同时，更能掌握“做得更好”。 第一篇：DSP嵌入式系统基础与核心原理 在正式踏入项目开发之前，扎实的基础知识是必不可少的。本篇将系统梳理DSP嵌入式系统的构建基石，为后续的深入学习打下坚实基础。 DSP处理器架构与选型： 深入剖析主流DSP处理器的核心架构，如TMS320系列、ARM Cortex-M系列（集成DSP指令集）、ADSP系列等。我们将详细讲解其指令集特点、流水线工作原理、中断机制、DMA控制器、片内外设（定时器、UART、SPI、I2C等）的功能与配置。更重要的是，我们将提供一套科学的处理器选型方法论，指导读者如何根据项目需求（如处理能力、功耗、成本、开发周期、生态链成熟度等）进行最优选择。这部分将通过对比分析不同系列处理器的优劣，并结合具体应用场景，给出实际的选型建议，而非泛泛而谈。 数字信号处理基础理论回顾与实战应用： 回顾DSP领域的核心数学理论，包括采样定理、傅里叶变换（FFT）、Z变换、滤波器设计（FIR、IIR）、噪声抑制、谱分析等。但本书的重点在于这些理论如何在嵌入式环境中落地。我们将详细讲解如何在资源受限的DSP芯片上高效实现这些算法，例如： FFT算法的硬件加速与优化： 探讨如何利用DSP的硬件加速单元（如Butterfly单元）以及软件优化技巧（如按位翻转、内存访问模式）来提高FFT的计算速度。 滤波器设计与实现： 介绍各种滤波器设计方法（如窗函数法、频率采样法、Butterworth、Chebyshev等），并重点讲解如何在固定点DSP上实现高精度、低功耗的滤波器，包括量化误差分析与处理。 固定点与浮点运算的权衡： 深入分析固定点DSP和浮点DSP在精度、速度、功耗、成本方面的差异，并提供在固定点DSP上进行浮点算法移植的策略与技巧，包括定点化技术、溢出处理等。 嵌入式系统实时性与功耗管理： 嵌入式系统，尤其是DSP应用，对实时性有着极高的要求。本节将深入探讨实时操作系统（RTOS）的选择与移植（如FreeRTOS、RT-Thread等），讲解任务调度、进程间通信（IPC）、中断处理等关键概念，并提供优化实时性能的策略，如中断优先级管理、任务切换开销分析。同时，功耗管理也是嵌入式系统设计的重要考量。我们将介绍DSP处理器的低功耗模式（如睡眠模式、空闲模式），以及通过软件手段（如动态频率调整、按需唤醒外设）来降低整体功耗的实践经验。 第二篇：DSP嵌入式项目开发流程与核心技术 在具备了扎实的基础后，本篇将带领读者进入真实的开发流程，聚焦于项目开发的各个关键环节和核心技术。 开发环境搭建与交叉编译： 详细介绍主流DSP开发工具链的搭建与使用，包括IDE（如CCS、Keil MDK）、编译器、调试器、仿真器等。重点讲解交叉编译的概念与配置，以及如何为特定的DSP平台配置和优化编译选项，以获得最佳的性能和最小的代码体积。我们将演示如何解决编译警告与错误，以及链接脚本的编写与理解，这对于理解内存布局和代码优化至关重要。 嵌入式Linux/RTOS下的DSP应用开发： 针对在嵌入式Linux或RTOS环境下开发DSP应用场景，本节将深入讲解： 驱动程序开发： 如何编写和调试DSP处理器与外设（如ADC、DAC、DMA、网络接口）的驱动程序，包括中断处理、设备树配置（针对Linux）、HAL库的使用等。 用户空间与内核空间的交互： 探讨在Linux下，用户空间应用与DSP内核的通信机制，如通过共享内存、消息队列、IOCTL等方式。 RTOS下的多任务协同： 在RTOS环境中，如何设计并发执行的DSP算法任务，如何通过信号量、消息队列实现任务间的同步与通信，以及如何避免死锁和资源竞争。 DSP算法的硬件加速与优化实践： 这是DSP项目开发的核心价值所在。本节将结合具体项目，深入探讨： DSP指令集的使用与汇编优化： 详细讲解DSP特有的指令（如MAC指令、SIMD指令）如何有效提升算法执行效率，并演示如何在C/C++代码中嵌入汇编指令，甚至直接编写汇编代码来优化关键计算密集型部分。 DMA（直接内存访问）的灵活运用： 重点讲解如何利用DMA控制器在CPU不参与的情况下，高效地完成数据在内存与外设之间（如ADC采样数据传输到内存，DAC播放数据从内存输出）的传输，以及如何通过DMA链、DMA循环模式来进一步提升效率。 DSP硬件加速器的开发与集成： 对于具备专用硬件加速器（如FFT加速器、滤波器加速器）的DSP芯片，我们将讲解如何对其进行配置、驱动和集成，以充分发挥其性能优势。 算法的量化与定点化： 针对固定点DSP，我们将详细演示如何将浮点算法安全、有效地转换为定点算法，包括截断误差、溢出处理、量化噪声等问题的分析与解决。 嵌入式系统中的通信协议与数据传输： 现代嵌入式DSP项目往往需要与其他设备进行通信。本节将聚焦于： 常用通信接口（SPI, I2C, UART, USB）： 详细讲解这些接口的工作原理、通信时序，以及如何在DSP平台上进行驱动开发与配置。 网络通信（TCP/IP, UDP, MQTT）： 对于需要联网的DSP设备，我们将探讨如何集成TCP/IP协议栈（如lwIP），实现设备间的网络通信，以及MQTT等轻量级物联网协议的应用。 音频/视频数据流处理： 聚焦于涉及音频（如ADC/DAC接口、I2S接口）或视频（如摄像头接口、显示接口）数据流的DSP项目，讲解如何高效地采集、处理和输出数据，包括缓冲区管理、数据格式转换等。 第三篇：DSP嵌入式项目开发案例分析与工程实践 理论结合实践，是掌握DSP嵌入式开发的关键。本篇将通过精选的典型项目案例，深入剖析整个开发过程，总结工程实践中的宝贵经验。 案例一：实时音频信号处理系统 项目背景与需求分析： 设定一个具体的音频处理场景，如降噪麦克风、回声消除耳机、音频均衡器等。 硬件选型与系统框图设计： 根据需求选择合适的DSP处理器、ADC/DAC芯片、音频接口等，并绘制详细的系统框图。 软件架构设计与算法实现： 设计DSP应用程序的整体架构，包括主循环、中断服务例程、任务分配等。重点讲解降噪算法（如谱减法、维纳滤波）、回声消除算法（如LMS算法）在DSP上的高效实现。 实时性与功耗优化： 针对该音频项目，详细分析如何通过任务优先级、缓冲机制、低功耗模式等手段来满足实时性要求并降低功耗。 调试与测试： 介绍使用逻辑分析仪、示波器、专业音频测试设备等工具进行系统调试与性能评估的方法。 案例二：嵌入式传感器数据采集与分析系统 项目背景与需求分析： 设定一个数据采集场景，如工业现场的振动监测、环境监测、医疗设备中的生理信号采集等。 传感器接口与信号调理： 讲解不同类型传感器（如加速度计、陀螺仪、温度传感器、心电传感器）的接口特点，以及必要的信号调理电路设计。 ADC采样策略与数据预处理： 探讨如何根据传感器特性设计最优的ADC采样率、触发方式，并进行数据滤波、去噪、基线校正等预处理。 数据存储与通信： 讲解如何将采集到的数据存储到SD卡或通过UART、USB、Wi-Fi等接口进行传输。 嵌入式AI/机器学习模型部署（可选）： 对于具备一定计算能力的DSP，将介绍如何将小型化的机器学习模型（如用于异常检测、模式识别）部署到嵌入式设备上，并进行推理计算。 案例三：高性能DSP驱动的通信模块开发 项目背景与需求分析： 设定一个通信场景，如自定义的无线通信协议栈、数字调制解调器、高速数据传输接口等。 DSP在通信中的核心作用： 深入阐述DSP在数字信号调制、解调、编码、解码、滤波等关键环节的作用。 算法优化与硬件加速： 重点讲解如何利用DSP的MAC单元、SIMD指令、DMA等特性，实现高速、高精度的通信算法。 FPGA/ASIC的协同设计（可选）： 对于一些极端性能要求的场景，将简要介绍DSP与FPGA/ASIC协同工作的模式。 协议栈的移植与实现： 讲解如何根据项目需求，移植或实现特定的通信协议栈，如TCP/IP、蓝牙、Zigbee等。 工程实践中的常见问题与解决方案： 总结在实际项目开发过程中可能遇到的各种问题，如内存泄漏、栈溢出、中断冲突、功耗超标、实时性不稳定、调试困难等，并提供行之有效的解决方案与规避方法。 性能测试、代码优化与可靠性设计： 强调在项目后期进行全面的性能测试，包括吞吐量、延迟、功耗、稳定性等。分享代码优化的进阶技巧，如循环展开、函数内联、查找表应用等。最后，讲解如何通过冗余设计、错误检测与纠错机制等手段，提升DSP嵌入式系统的整体可靠性。 通过以上内容的循序渐进，本书期望能够帮助读者建立起DSP嵌入式项目开发的完整知识体系和扎实的工程实践能力，使其能够独立承担并成功完成各类复杂的DSP嵌入式系统开发任务。

评分☆☆☆☆☆

拿到手后，我立刻翻阅了目录，初步的印象是内容覆盖面相当广，从基础的C语言在DSP环境下的优化技巧，到复杂的滤波器设计和FFT算法的硬件加速实现，都有涉猎。这让我有点担心，内容会不会过于泛泛而谈，毕竟要在有限的篇幅内把这些都讲透彻，难度是极大的。我特别关注了关于实时操作系统（RTOS）在DSP项目中的应用章节，因为我们部门目前的难点就在于如何将多个并发的信号处理任务调度得井井有条。很多教材对RTOS的讲解都停留在概念层面，比如任务切换、信号量，但很少会深入到如何根据DSP的流水线结构来优化上下文切换的开销。如果这本书能给出一些具体的性能调优实例，哪怕是针对某个特定处理器的汇编优化技巧，对我来说都是巨大的收获。如果它只是照搬官方文档的例子，那意义就不大了，我希望能看到作者在实际踩坑过程中总结出的独家经验和陷阱避让指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，说实话，初看之下并没有给我带来太大的惊喜，那种标准的“技术书籍”风格，厚重、字体密集，总给人一种望而生畏的感觉。我当时在寻找一本能真正帮助我从理论走向实践的DSP入门教材，市面上很多书要么过于偏重理论公式的推导，让人在实际操作中无从下手，要么就是案例陈旧，跟不上现在主流的嵌入式开发需求。我花了很长时间在网上对比，最终还是被书名中“三位一体实战精讲”这几个字吸引了。我当时想，如果它真的能把DSP理论、嵌入式系统架构以及项目实战这三个环节紧密结合起来，那绝对是物有所值。拆开塑封的时候，我特意留意了一下附带的光盘，希望里面能包含编译好的例程和必要的开发环境支持文件，这对于快速搭建实验平台至关重要。如果光盘内容只是简单的PPT或者文档的电子版，那这本书的价值就要大打折扣了。我期望的实战深度，是那种能让我理解为什么要在特定时钟周期内完成某个关键计算，而不是简单地调用一个库函数了事。

评分☆☆☆☆☆

阅读了前几章的基础铺垫后，我发现作者在代码风格上的要求非常严谨，这对于培养良好的工程习惯是极其有益的。很多初学者在学习嵌入式编程时，往往只关注“代码能不能跑起来”，而忽略了代码的可读性和可维护性。这本书在这方面做得比较到位，它强调了为什么需要使用特定的数据类型来匹配硬件寄存器的位宽，以及如何通过内联汇编来突破C语言在性能上的瓶颈。然而，对于初次接触DSP概念的读者来说，前期的理论背景铺垫稍显不足，比如对Z变换和S变换的引入略显突兀，似乎默认读者已经具备了扎实的数字信号处理理论基础。这使得我不得不频繁地去查阅其他信号处理的专业书籍来辅助理解，这无疑打断了阅读的连贯性。如果作者能在开篇增加一个专门的“DSP/嵌入式基础知识快速回顾”模块，将能极大地提升入门读者的友好度。

评分☆☆☆☆☆

项目的实战案例部分，是我最看重的地方，也是我衡量这本书价值的关键标尺。我尝试编译了书中所说的“基于FFT的音频频谱分析仪”的例程。编译过程本身倒是顺利，得益于光盘提供的完整工程文件。但令我略感失望的是，当我对程序进行性能分析时，发现其在处理高采样率数据流时，CPU占用率居高不下，远远超出了我预期的实时性能指标。这说明，虽然代码能够实现功能，但在“精讲”和“实战”之间，似乎还隔着一层“性能优化”的壁垒没有完全打通。作者在讲解算法实现时，侧重于功能的正确性，而对如何利用DSP特有的硬件加速单元（如MAC单元的并行处理能力）来榨取每一分性能的细节着墨不多。我期待的是那种“教科书上写着A，但工程上必须用B”的经验之谈，而不仅仅是标准参考设计的复述。

评分☆☆☆☆☆

总体来看，这本书提供了一个非常扎实和系统的知识框架，它成功地搭建了一个从硬件底层到应用层面的联系桥梁，尤其适合有一定单片机基础，希望向专业DSP/嵌入式领域进阶的工程师。它提供的脚手架是可靠的，让你知道该往哪个方向努力。但同时，它也暴露出现代嵌入式开发的一个通病：理论的严谨性与实际工程中的性能妥协之间的张力。对于那些追求极致性能的资深开发者来说，这本书可能更像是一份高质量的入门指引，而不是终极优化宝典。它给出的解决方案往往是“可工作的”，但距离“完美工作”可能还需要读者自己投入大量时间去进行底层的硬件特性挖掘和汇编层面的深度打磨。因此，我建议，将它视为进入这个领域的优秀向导，而非终点站。