DSP芯片的原理与开发应用(第3版) 张雄伟,陈亮,徐光辉 9787505384286 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

张雄伟，陈亮，徐光辉 著

图书标签:

• DSP
• 数字信号处理
• 芯片
• 嵌入式系统
• 开发
• 应用
• 张雄伟
• 陈亮
• 徐光辉
• 通信

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787505384286

商品编码：29524612223

包装：平装

出版时间：2003-02-01

基本信息

书名：DSP芯片的原理与开发应用(第3版)

定价：39.00元

作者：张雄伟,陈亮,徐光辉

出版社：电子工业出版社

出版日期：2003-02-01

ISBN：9787505384286

字数：760千

页码：461

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

本书首先介绍了广泛应用的DSP芯片的基本结构和特征，以及定点和浮点DSP处理中的一些关键问题；其次介绍了目前应用*广的TI DSP芯片中的TMS320C5000系列及其硬件结构、汇编指令和寻址方式；然后介绍了基于C和汇编语言的开发方法、能过三个应用系统介绍了定点和浮点DSP芯片的开发过程，较为详细介绍了DSP系统的软硬件设计方法，通过三个应用系统介绍了定点和浮点DSP芯片的开发过程，并介绍了数字滤波器和FFT等常用数字信号处理算法的DSP实现；*后，为便于教学之用，提供了DSP实验指导

内容提要

---

本书由浅入深、全面系统地介绍了DSP芯片的基本原理、开发和应用。首先介绍了广泛应用的DSP芯片的基本结构和特征，以及定点和浮点DSP处理中的一些关键问题；其次介绍了目前应用广的TI DSP芯片中的TMS320C5000系列及其硬件结构、汇编指令和寻址方式；然后介绍了基于C和汇编语言的开发方法、能过三个应用系统介绍了定点和浮点DSP芯片的开发过程，较为详细介绍了DSP系统的软硬件设计方法，通过三个应用系统介绍了定点和浮点DSP芯片的开发过程，并介绍了数字滤波器和FFT等常用数字信号处理算法的DSP实现；后，为便于教学之用，提供了DSP实验指导。
本书的目的是使读者了解DSP芯片的基本原理和常用DSP芯片的应用，熟悉DSP芯片开发工具及使用，掌握DSP系统的软硬件设计和应用系统开发方法，具备独立从事DSP应用开发的能力。
本书内容全面、举例丰富、实用性强，可作为通信和电子专业研究生和高年级大学生的教材以及DSP芯片应用人员的培训教训，对于从事DSP芯片开发应用的科技人员和高校教师也具重要的参考价值。

目录

---

章概述第2章DSP芯片的基本结构和特征第3章DSP芯片的定点运算第4章DSP芯片的浮点运算第5章TMS320C5000系列DSP芯片的硬件结构第6章TMS320C5000DSP芯片的汇编语言第7章公共目标文件格式——COFF第8章DSP芯片的开发工具及应用第9章CCS集成开发环境的特征环境的特征及使用0章基于C语言的DSP芯片开发1章基于C和汇编语言混合的DSP芯片开发2章DSP小硬件系统的设计3章DSP硬件系统的接口设计4章DSP系统的软件设计5章DSP芯片应用开发实例6章数字滤波器的DSP实现7章FFT算法的DSP实现8章DSP应用实验指导附录A常用DSP芯片的引脚图附录BTMS320C54x汇编语言指令集附录CSEED系列DSP开发系统简介

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

数字信号处理（DSP）技术革新与前沿探索 一、 数字信号处理（DSP）的基石与演进 数字信号处理（DSP）作为一门交叉学科，深刻地改变了信息时代的方方面面，从音频、视频的处理到通信、控制，再到医疗成像和科学计算，DSP的身影无处不在。其核心在于利用数字计算技术对连续或离散的信号进行转换、分析、增强、压缩和重建。本书记述的内容，将深入剖析DSP技术的基石——离散时间信号与系统，揭示其内在规律，并在此基础上，探索DSP在现代科技发展中的重要作用。 离散时间信号与系统： 信号的离散化是DSP的起点。我们从信号的基本概念入手，探讨周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等多种信号类型，并通过傅里叶级数、傅里叶变换等数学工具，揭示信号的频谱特性。接着，我们将深入研究线性时不变（LTI）系统，这是DSP理论的核心。系统的输入输出关系，通过卷积运算得以体现，而系统的频率响应则决定了系统对不同频率信号的处理方式。我们还将介绍Z变换，它是分析离散时间系统，特别是稳定性和因果性分析的有力工具，为后续的系统设计奠定理论基础。 数字滤波器： 滤波器是DSP中最基本也是最重要的处理工具之一。它们能够选择性地允许某些频率的信号通过，同时衰减或阻止其他频率的信号。本书记载的知识将覆盖两种主要的数字滤波器：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。我们将详细介绍它们的结构、设计方法和性能指标。对于IIR滤波器，我们将探索其利用模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫）进行设计的经典方法，分析其优点（如系数较少、计算量相对较低）和潜在缺点（如可能存在非线性相位响应）。对于FIR滤波器，我们将重点介绍窗函数法和频率采样法等设计技术，强调其固有的线性相位特性，这在许多应用中至关重要，例如音频处理和通信系统。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 傅里叶分析是理解信号频率成分的关键。DFT将有限长的时间信号变换到频率域，揭示了信号的离散频谱。然而，直接计算DFT的复杂度较高，限制了其应用。因此，快速傅里叶变换（FFT）算法应运而生，它极大地降低了DFT的计算量，使得大规模的频谱分析成为可能。本书记载将详细阐述FFT的原理，包括蝶形运算和算法流程，并探讨其在信号分析、频谱监测、滤波等方面的广泛应用。 二、 DSP芯片的架构与核心技术 理解DSP芯片的设计原理是实现高效信号处理的关键。DSP芯片区别于通用微处理器，其结构和指令集都针对高速、并行的数字信号处理任务进行了优化。 DSP芯片的独特架构： DSP芯片通常采用哈佛（Harvard）或改进型哈佛（Modified Harvard）架构，这意味着程序存储器和数据存储器是分开的，允许同时进行指令读取和数据访问，从而提高处理速度。此外，DSP芯片拥有专门为数学运算设计的硬件单元，如乘累加器（MAC）单元，能够在一条指令内完成乘法和加法操作，这是DSP算法中最为频繁的操作。流水线（Pipelining）技术也是DSP芯片提高效率的重要手段，它允许指令的执行在不同阶段重叠进行。 指令集与寻址模式： DSP芯片的指令集是其高效性的重要体现。它通常包含大量的单周期指令，用于执行常见的DSP运算，例如向量操作、特殊数学函数计算等。其寻址模式也十分丰富，支持各种数据访问方式，如循环寻址、位反转寻址等，这些都为高效实现FFT等算法提供了便利。 内存系统与DMA： 高速的数据吞吐量对于DSP应用至关重要。DSP芯片通常配备有多层级的内存系统，包括片内高速缓存（Cache）和外部存储器接口。直接内存访问（DMA）控制器是DSP芯片不可或缺的一部分，它允许数据在内存和外设之间直接传输，无需CPU的干预，从而解放CPU去执行更复杂的计算任务，显著提升了系统整体性能。 三、 DSP在典型应用中的实践 DSP技术的强大能力体现在其广泛而深入的应用领域。本书记载将通过具体的案例，展示DSP在解决实际工程问题中的威力。 通信系统： 在现代通信系统中，DSP扮演着核心角色。从基带信号的调制解调，到信道编码与解码，再到回声消除和噪声抑制，DSP算法无处不在。例如，在移动通信中，OFDM（正交频分复用）等先进调制技术高度依赖FFT和IFFT的实现；在无线通信的抗干扰方面，自适应滤波算法能够有效地抑制噪声和干扰。 音频与语音处理： 音频和语音信号的采集、编码、解码、增强和识别，是DSP技术的典型应用。从MP3、AAC等音频编码格式，到回声消除、降噪算法，再到语音识别、语音合成，DSP技术都起到了关键作用。例如，在音频编码中，我们利用心理声学模型对人耳不敏感的频率成分进行削减，以实现高压缩比。 图像与视频处理： 图像和视频信号的压缩、增强、分割、识别等任务，也高度依赖DSP技术。JPEG、MPEG等图像视频压缩标准，都基于离散余弦变换（DCT）等DSP算法。在图像增强方面，滤波、边缘检测、锐连通等技术，都是DSP的直接应用。 控制系统： 在自动化和嵌入式控制系统中，DSP芯片因其强大的计算能力和实时性，成为了理想的控制器。例如，在电机控制中，DSP可以实现精确的转速和扭矩控制；在机器人技术中，DSP用于实时处理传感器数据，实现路径规划和运动控制。 医疗与生物工程： DSP技术在医疗领域的应用也日益广泛，例如，医疗影像（CT、MRI）的重建和增强，心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生理信号的分析和诊断，都离不开DSP的支持。 四、 DSP开发平台与工具链 掌握DSP芯片的开发流程与工具，是将理论知识转化为实际产品的必经之路。 DSP开发板与评估平台： 为了方便开发者进行DSP算法的设计和验证，各种DSP开发板应运而生。这些平台通常集成了高性能的DSP芯片、丰富的接口、以及必要的存储和外设，为开发者提供了一个软硬件结合的集成开发环境。 交叉编译与调试： DSP开发通常采用交叉编译的方式，即在通用计算机上编写和编译代码，然后下载到DSP芯片上运行。本书记载将介绍常用的DSP开发工具链，包括编译器、汇编器、链接器以及调试器，并阐述如何利用这些工具进行高效的软件开发和故障排除。 嵌入式系统集成： DSP芯片往往是嵌入式系统的一部分。我们将探讨DSP如何与微控制器、FPGA等其他硬件组件协同工作，以及如何进行系统级的软件集成和优化，以满足特定应用的需求。 五、 DSP技术的前沿趋势 随着科技的不断进步，DSP技术也在持续发展和演进，涌现出许多新的研究方向和应用热点。 低功耗DSP设计： 随着移动设备和物联网设备的普及，对DSP芯片的功耗要求越来越高。低功耗DSP设计成为重要的研究方向，旨在通过硬件和软件的协同优化，实现更长的电池寿命。 异构计算与多核DSP： 为了应对日益增长的计算需求，多核DSP和异构计算平台逐渐成为主流。通过将不同类型的处理单元（如DSP核、CPU核、GPU核）集成在同一芯片上，可以实现更高效的并行处理和任务分配。 人工智能与DSP的融合： 人工智能（AI）的兴起为DSP带来了新的机遇。许多AI算法，特别是深度学习，需要大量的信号处理能力。DSP芯片正逐渐集成AI加速器，以支持边缘AI应用的部署。 新型DSP算法研究： 在信号分析、滤波、变换等方面，仍然有持续的研究在进行，旨在开发更高效、更鲁棒的DSP算法，以应对更复杂、更严苛的应用场景。 通过对以上内容的深入学习和探索，读者将能够全面掌握数字信号处理的基本理论、DSP芯片的设计原理，并能够将其应用于实际的工程问题中，为推动科技进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一本面向工程实践的指南，这本书的严谨性毋庸置疑。我特别关注了其中关于固定点运算和浮点运算的切换策略讨论，这在资源受限的嵌入式系统中是至关重要的决策点。作者不仅给出了数学上的精度损失分析，还结合了实际芯片的硬件乘法器特性，讲解了如何通过缩放因子来最小化误差，这种多维度、细致入微的分析让人信服。再者，书中的章节结构安排，极富逻辑层次感，从数字信号处理的基础概念，到具体的硬件结构解析，再到系统级的联调和测试方法，形成了一个完整的知识闭环。它没有回避复杂性，而是以一种令人尊敬的态度去解构复杂性，让读者在掌握专业知识的同时，也提升了解决未知问题的能力。总而言之，这是一部集理论深度、工程广度与实践指导性于一体的优秀著作，对于任何想在实时数字处理领域深耕的人来说，都应将其视为案头的常备工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容真是让我大开眼界，特别是对于数字信号处理（DSP）这个曾经让我感到有些抽象的领域。作者在讲解基本概念时，并没有直接堆砌复杂的数学公式，而是通过非常贴近实际的例子和清晰的逻辑来引导读者理解，比如在介绍FFT算法时，那种循序渐进的推导过程，让原本觉得晦涩难懂的部分变得豁然开朗。我特别欣赏它在理论深度和工程实践之间的平衡，既能让你扎实掌握底层原理，又能让你清楚知道这些知识在实际的通信、音频处理甚至是雷达系统中是如何落地的。书中的案例代码讲解得非常细致，从初始化到具体的数据流处理，每一步都有注释和解释，这对于想快速上手实践的工程师来说简直是宝典。我感觉自己不再是停留在“知道”DSP是什么的层面，而是真正开始“理解”如何利用DSP芯片去解决实际问题。对于想要从事嵌入式系统和实时信号处理方向的朋友，这本书绝对是值得反复研读的经典之作，它为我打开了一扇通往高性能计算世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

我接触过不少号称是“开发指南”的教材，但大多停留在API的简单罗列，读完后依然感觉不知所措。然而，这本关于DSP芯片的著作，在方法论上的构建非常扎实。它不仅仅是介绍了某个特定系列芯片的特性，更重要的是，它提供了一套通用的、可迁移的DSP系统设计框架。书中对中断服务程序的编写规范、内存映射的优化布局以及如何进行高效的DMA传输，都有非常详尽的论述和最佳实践的总结。我发现自己以前在处理高速数据流时遇到的性能瓶颈，很多都是因为对这些底层机制理解不够深入导致的。这本书通过对比不同实现方式的性能指标，让读者能够根据实际需求做出最优的技术选型。这种深入骨髓的工程智慧的传授，让我对未来设计复杂的嵌入式信号处理系统充满了信心，感觉自己掌握了核心的内功心法。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我刚开始翻开这本书的时候，心里还有点打鼓，因为我之前对DSP的了解非常有限，更多是停留在课程介绍的皮毛阶段。但这本书的叙事方式非常引人入胜，它仿佛带着一位经验丰富的导师，手把手地带你穿越复杂的硬件架构和时序逻辑。其中关于特定DSP架构的底层优化策略分析，简直是教科书级别的存在。它没有满足于泛泛而谈，而是深入到寄存器配置、流水线阻塞处理这些硬核细节中去，并且用大量图表辅助说明，使得那些看似枯燥的硬件手册内容变得可视化和易于吸收。我尤其对其中关于实时操作系统（RTOS）在DSP系统中的应用章节印象深刻，它清晰地阐述了如何保证系统的确定性和低延迟，这在工业控制和医疗成像领域是至关重要的。这本书的编排结构非常合理，从基础理论到高级应用模块的递进，让人在知识的积累过程中，每一步都能感受到自己能力的稳步提升，而不是被突然抛出的高深概念搞得晕头转向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远不止于介绍原理，它对于“开发应用”部分的着墨，才是真正让我爱不释手的地方。作者团队显然是深谙行业痛点，他们提供的不仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”的深层逻辑。例如，在介绍ADC/DAC接口的同步和触发机制时，书中详细对比了不同采样策略的优劣及其对系统资源的影响，这种全景式的考量非常实用。我试着按照书中的一个音频滤波器的实例进行搭建和调试，发现书中所述的软硬件协同设计思路，极大地减少了我的试错成本。特别是对于那些常用的DSP指令集和汇编优化技巧的讲解，直击要害，让我明白了如何榨干芯片的每一分算力。对于那些希望从理论学习者转向工程实现者的读者来说，这本书提供的工程思维训练，比任何纯理论书籍都要宝贵得多，它真正培养了我们对软硬件接口的敏感度。