DSP芯片的原理与开发应用(第4版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张雄伟 著

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• 第四版

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121073816

商品编码：29729148342

包装：平装

出版时间：2009-03-01

基本信息

书名：DSP芯片的原理与开发应用(第4版)

定价：49.80元

作者：张雄伟

出版社：电子工业出版社

出版日期：2009-03-01

ISBN：9787121073816

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.640kg

编辑推荐

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内容提要

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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DSP芯片的基本结构和特征，以及定点和浮点DSP处理的运算基础；其次介绍了DSP芯片的开发工具，重点介绍了目前广泛应用的CCS集成开发环境及其使用方法：接着，介绍了基于C语言和汇编语言的开发方法以及DSP芯片的存储资源管理，较为详细地介绍了DSP系统的软硬件设计方法；后，通过三个应用实例介绍了定点和浮点DSP芯片的系统开发过程，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。
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芯片开发工及使用方法，掌握DSP系统的软硬件设计和应用系统开发方法，具备从事DSP芯片软硬件设计和系统开发的能力。
本书的特点是：结构清晰、内容全面、举例丰富、实用性强，可作为电子信息类学科的研究生和相关专业高年级大学生的教材，也可作为DSP芯片应用人员的培训教材，对于从事DSP芯片开发应用的科技人员和高校教师也具较高的参考价值。

目录

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章 概述
1.1 引言
1.2 DSP系统
1.2.1 DSP系统的基本构成
1.2.2 DSP系统的特点
1.2.3 DSP系统的设计
1.2.4 DSP系统的开发
1.3 DSP芯片
1.3.1 DSP芯片的定义
1.3.2 DSP芯片的特点
1.3.3 DSP芯片的发展
1.3.4 T1公司的DSP芯片
1.3.5 DSP芯片的分类
1.3.6 DSP芯片的选择
1.3.7 DSP系统的运算量
1.3.8 DSP芯片的应用
1.4 小结
1.5 习题与思考题
第2章 DSP芯片的基本结构和特征
2.1 引言
2.2 DSP芯片的基本结构
2.3 中央处理单元（CPU）
2.3.1 算术逻辑单元（ALU）
2.3.2 累加器
2.3.3 桶形移位寄存器
2.3.4 乘累加单元
2.3.5 寻址单元
2.4 总线结构和流水线
2.5 片内存储器
2.6 集成外设
2.6.1 通用的接口
2.6.2 定时器
2.6.3 主机接口（HPI）
2.6.4 串行口
2.6.5 软件可编程等待状态产生器
2.7 T1定点DSP芯片
2.7.1 早期的定点DSP芯片
2.7.2 TMS320C2000系列
2.7.3 1MS320C5000系列
2.7.4 TMS320C62x／C64x系列
2.8 T1浮点DSP芯片
2.8.1 TMS320C3x
2.8.2 TMS320C67x
2.9 其他DSP芯片简介
2.9.1 AD公司的DSP芯片
2.9.2 AT&T;公司DSP芯片
2.9.3 Motorola公司DSP芯片
2.10 小结
2.11 习题与思考题
第3章 DSP的数值运算基础
3.1 引言
3.2 定点的基本概念
3.2.1 数的定标
3.2.2 数的转换
3.2.3 溢出保护
3.2.4 符号扩展
3.2.5 舍入与截尾
3.3 定点运算实现的基本原理
3.3.1 加法，减法运算的C语言定点模拟
3.3.2 乘法运算的C语言定点模拟
3.3.3 除法运算的C语言定点模拟
3.3.4 程序变量的Q值确定
3.3.5 浮点至定点变换的C程序举例
3.4 DSP定点算术运算实现的基本原理
3.4.1 定点乘法
3.4.2 定点加法
……
第4章 DSP芯片的开发环境
第5章 基于C语言的DSP芯片开发
第6章 DSP芯片的存储资源管理
第7章 TMS320C5000DSP芯片的汇编语言
第8章 基于C和汇编语言混合编程的DSP芯心开发
第9章 DSP芯片集成外设的开发
0章 DSP脱机系统设计
1章 DSP硬件系统设计
2章 DSP芯片应用系统开发实例
3章 数字滤波器算法的DSP实现
4章 FFT算法的DSP实现
附录A TMS320C54X指令集
附录B TI格式文件转化为二进制文件
附录C 8位律/16位线性互换的C语言程序
附录D 律到线性变换表
陵录E 缩写词的英文对照
参考文献μ

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、算法与实践》 概述 本书深入剖析了数字信号处理（DSP）的核心概念、关键算法及其在工程实践中的广泛应用。从基础的采样理论到复杂的自适应滤波与谱估计，本书力求为读者构建一个系统、完整、深入的DSP知识体系。本书不仅注重理论的严谨性，更强调实际操作的指导性，旨在培养读者独立解决DSP相关工程问题的能力。本书适合在校的电子工程、通信工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事信号处理、通信系统、控制系统、图像处理、音频视频处理等领域的工程师和研究人员。 章节内容详解 第一部分：数字信号处理基础 1. 信号与系统的基本概念 连续时间信号与离散时间信号： 介绍信号的分类，包括周期信号、非周期信号、偶函数、奇函数、能量信号、功率信号等，并阐述了连续信号离散化的重要性。 连续时间系统与离散时间系统： 定义系统的基本属性，如线性、时不变性、因果性、稳定性等。详细介绍LTI（线性时不变）系统的基本特性，特别是卷积运算在LTI系统分析中的核心作用。 傅里叶级数与傅里叶变换： 深入讲解傅里叶级数（DFS/DTFS）和傅里叶变换（FT/DFT）的原理，阐述其将时域信号分解为不同频率分量的能力。重点分析傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、卷积定理、帕塞瓦尔定理等，为后续的频谱分析打下坚实基础。 采样理论： 详述奈奎斯特-香农采样定理，解释了信号无失真恢复的充要条件。深入探讨过采样、欠采样及其带来的混叠现象，并介绍抗混叠滤波器的设计原理和应用。 离散傅里叶变换（DFT）及其性质： 介绍DFT的定义，及其与连续傅里叶变换的关系。详细讲解DFT的计算性质，包括周期性、对称性、线性、周期卷积、循环移位等。 2. 离散时间系统的分析 差分方程与系统函数： 讲解如何用差分方程描述离散时间LTI系统，并引入系统函数（Z变换域）的概念，将差分方程转化为代数方程，简化系统分析。 Z变换及其性质： 详细介绍Z变换的定义，包括单边Z变换和双边Z变换。深入讲解Z变换的性质，如线性、时移、乘法、卷积、微分等，以及收敛域（ROC）的概念及其重要性。 零极点分析与系统稳定性： 利用Z平面上的零点和极点位置来判断系统的稳定性、因果性。讲解如何通过零极点配置来设计具有特定性能要求的系统。 卷积与系统响应： 进一步强调卷积在离散时间LTI系统分析中的核心地位，讲解输入信号与系统单位冲激响应的卷积如何得到系统的零输入响应和零状态响应。 第二部分：数字滤波器设计 3. 无限冲激响应（IIR）滤波器设计 IIR滤波器基本原理： 介绍IIR滤波器利用反馈机制的特点，其单位冲激响应为无限长。 巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器： 详细介绍这三种经典IIR滤波器的幅频响应特性、设计方法和优缺点。重点讲解它们在通带平坦度、阻带衰减、过渡带宽度等方面的权衡。 模拟滤波器向数字滤波器的转换： 介绍双线性变换法（Bilinear Transformation）和脉冲不变法（Impulse Invariance）等常用的转换方法，以及它们在转换过程中引入的非线性畸变问题。 幅频响应约束下的设计： 讲解如何在给定的幅频响应要求下，通过求解系统函数系数来设计IIR滤波器。 4. 有限冲激响应（FIR）滤波器设计 FIR滤波器基本原理： 介绍FIR滤波器无反馈机制的特点，其单位冲激响应为有限长，从而保证了线性相位特性（无相位失真）。 窗函数法： 介绍如何利用理想滤波器的单位冲激响应截断，并乘以不同的窗函数（如矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗、Kaiser窗）来设计FIR滤波器。详细分析不同窗函数的频谱泄露和旁瓣衰减特性。 频率采样法： 介绍直接根据滤波器的频率响应采样点来设计FIR滤波器的思路。 最优（Parks-McClellan）算法： 讲解 Parks-McClellan 算法（也称Remez交换算法），这是一种迭代算法，可以在给定的通带和阻带内，最小化最大允许误差，得到最优的FIR滤波器。 线性相位FIR滤波器设计： 重点阐述FIR滤波器实现线性相位的条件，以及不同类型的线性相位FIR滤波器（Type I, II, III, IV）的设计方法。 第三部分：现代数字信号处理技术 5. 快速傅里叶变换（FFT）算法 FFT算法的原理： 讲解FFT算法如何大幅度降低DFT的计算复杂度，从O(N^2)降低到O(N log N)。 蝶形运算（Butterfly Operation）： 详细介绍FFT算法中的基本计算单元——蝶形运算，以及它如何实现数据的重排和计算。 按时间抽取FFT（Cooley-Tukey算法）： 介绍最经典的Cooley-Tukey FFT算法，包括基-2 FFT的蝶形图和计算流程。 其他FFT算法： 简要介绍按频率抽取FFT以及混合基FFT算法。 FFT在工程中的应用： 讨论FFT在频谱分析、卷积计算、相关计算等方面的实际应用。 6. 自适应滤波 自适应滤波器的基本概念： 介绍自适应滤波器的核心思想——滤波器的系数能够根据输入信号的统计特性自动调整，以达到某种优化目标（如最小均方误差）。 最小均方（LMS）算法： 详细介绍LMS算法及其变种（如NLMS），重点讲解其原理、收敛性、步长因子选择等。 递归最小二乘（RLS）算法： 介绍RLS算法，分析其比LMS算法收敛更快的优点，以及其计算复杂度较高的缺点。 自适应滤波器的应用： 阐述自适应滤波器在噪声消除、回声消除、信道均衡、系统辨识等方面的强大能力。 7. 谱估计 周期图法（Periodogram）： 介绍最简单的谱估计方法，通过对信号进行傅里叶变换并计算功率谱密度。分析其方差大、平滑度差的缺点。 改进的周期图法： 介绍Welch方法等，通过对信号分段、加窗、平均来降低谱估计的方差。 模型驱动（参数法）谱估计： AR模型（自回归模型）： 介绍如何用AR模型拟合信号，并推导出AR模型的功率谱密度公式。 MA模型（滑动平均模型）： 介绍MA模型及其谱估计。 ARMA模型（自回归滑动平均模型）： 介绍ARMA模型及其谱估计。 多重信号分类（MUSIC）算法和质因子分解（ESPRIT）算法： 介绍这些高分辨率谱估计技术，它们在阵列信号处理和雷达等领域有重要应用，能够精确估计信号频率。 第四部分：数字信号处理的应用 8. 多速率信号处理 采样率变换（抽取与插值）： 详细介绍如何通过抽取（Decimation）降低采样率，以及如何通过插值（Interpolation）提高采样率。重点讲解这些操作对信号频谱的影响，以及如何设计抽取滤波器和插值滤波器来避免混叠和保持信号保真度。 多速率滤波器的结构： 介绍多速率信号处理中的基本结构，如多相分解。 应用： 探讨多速率信号处理在通信系统（如数据传输速率匹配）、音频处理（如采样率转换）等领域的应用。 9. 短时傅里叶变换（STFT）与时频分析 STFT的原理： 介绍STFT如何通过对信号进行分帧、加窗、并对每一帧进行傅里叶变换，从而分析信号随时间变化的频率特性。 窗口选择与时频分辨率的权衡： 分析窗口长度和形状对STFT结果的影响，解释时频分辨率的“不确定性原理”。 时频表示： 介绍STFT谱图（Spectrogram）等时频表示方法。 其他时频分析方法： 简要介绍小波变换（Wavelet Transform）等更高级的时频分析工具，及其在信号去噪、特征提取等方面的优势。 10. 数字信号处理在通信系统中的应用 调制与解调： 讲解数字信号处理在ASK, FSK, PSK, QAM等调制技术中的作用，如何实现信号的编码、调制、解调和解码。 信道均衡： 介绍为了克服信道失真（如码间串扰）而设计的均衡器，包括线性均衡器和非线性均衡器。 自适应均衡： 讨论如何使用自适应滤波器实现信道均衡。 相关与匹配滤波： 讲解相关运算在信号检测中的作用，以及匹配滤波器的设计原理，用于最大化输出信噪比。 11. 数字信号处理在图像与音频处理中的应用 图像处理： 图像增强： 介绍点运算（如直方图均衡）、空间域滤波（如锐化、平滑）以及频率域滤波在图像增强中的应用。 图像复原： 讨论如何利用模型或统计方法进行图像去模糊、去噪。 图像压缩： 讲解离散余弦变换（DCT）在JPEG图像压缩中的关键作用，以及小波变换在JPEG2000中的应用。 音频处理： 音频信号的采样与量化： 介绍数字音频的产生过程。 音频信号的压缩： 讲解MP3等音频压缩算法的基本原理，利用人耳听觉特性进行有损压缩。 语音信号处理： 介绍语音识别、语音合成、语音增强等应用。 第五部分：DSP系统开发 12. DSP处理器介绍与开发环境 DSP处理器架构： 介绍典型DSP处理器（如TI C6000系列、ADI SHARC系列等）的架构特点，包括哈佛/改进哈佛结构、专用指令集（如MAC指令）、流水线技术、DMA等。 开发工具链： 介绍DSP的集成开发环境（IDE）、编译器、汇编器、链接器、调试器等。 嵌入式系统开发流程： 讲解从算法实现到硬件部署的整个流程，包括交叉编译、代码优化、内存管理、中断处理等。 硬件接口与外设： 介绍DSP常用的外设接口，如ADC/DAC、SPI、I2C、UART、Ethernet等，以及它们在实际系统中的连接和配置。 总结 本书通过对数字信号处理理论、算法和应用的系统阐述，旨在帮助读者深入理解DSP的核心技术，并具备将其应用于实际工程问题的能力。从信号分析到滤波器设计，从快速算法到先进技术，再到具体的应用领域和开发实践，本书为读者提供了一条清晰的学习路径。通过对本书的学习，读者将能够掌握数字信号处理的精髓，为解决复杂的工程挑战打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我必须指出，这本书的勘误问题非常严重，这对于一本涉及精确计算和硬件操作的技术书来说是致命的。我在第三章的傅里叶变换部分发现了一个明显的数学符号错误，如果我没有仔细核对，很可能在后续的仿真中得出完全错误的结论。此外，随书附带的资源包（如果存在的话）也显得非常混乱，很多示例代码无法直接编译，依赖库的版本冲突问题层出不穷。这不仅浪费了学习时间，更严重打击了学习的热情。一本优秀的教材，不仅要内容正确，更要提供一个稳定、可靠的学习环境。这本书在基础质量控制上明显存在疏漏，让读者在学习新知识的同时，还要不断地充当“Bug 猎人”，实在令人沮丧。希望出版商能尽快发布一个官方勘误表，并更新配套资源，否则，这本书的参考价值会随着时间的推移而迅速下降。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版简直是一场灾难，看得我眼睛都要花了。本来我对这个领域就不是特别熟悉，结果拿到实体书，里面的插图模糊不清，很多公式的推导过程更是跳跃得让人摸不着头脑。我试着跟着书上的例子敲代码，结果光是配置环境就折腾了半天，书里提到的很多工具版本都太旧了，根本跑不起来。感觉作者对“面向读者”这个概念理解得一塌糊涂，完全是以一种“我懂了，你们自己琢磨去”的态度在写书。特别是涉及到一些高级概念的讲解，像是云里雾里的，读完一段，我只能对着屏幕上的代码干瞪眼，完全不知道作者想表达的核心思想是什么。如果不是工作实在需要，我真想直接把它扔到一边。希望未来的版本能请个专业的编辑来重新梳理一下结构和图表质量，别让真正想学习的人被这些低级的制作问题劝退。这种级别的技术书籍，在出版前真的应该经过更严格的审校流程，现在的状态让人非常失望。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度简直让人怀疑作者是不是对“入门”这个词有什么误解。我原本是想找一本能扎扎实实地从基础概念讲起，一步步带我领略DSP世界奥秘的教材，结果这本书上来就扔了一堆我不认识的专业术语和复杂的数学模型，完全没有提供一个平缓的过渡期。读起来感觉就像是直接被推到了一片信息的海洋里，虽然理论上包含了所有必要的知识点，但组织结构非常松散，缺乏清晰的主线。很多重要的原理，比如如何优化循环或者如何处理中断延迟这类实际工程中至关重要的问题，都被一带而过，讲得非常肤浅。与其说这是一本开发应用指南，不如说是一本堆砌概念的参考手册，对于需要快速上手实践的工程师来说，实用价值大打折扣。我花费了大量时间去查阅其他资料来补足这本书留下的空白，这完全违背了我买专业书籍的初衷。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格极其干燥，像是在阅读一份冗长的技术规格文档，而不是一本旨在传授知识的书籍。作者似乎完全没有意识到，即使是技术写作，也需要一定的叙事节奏和生动的比喻来帮助读者建立直观理解。阅读过程中，我多次因为枯燥的陈述而走神，不得不反复阅读才能捕捉到关键信息。更糟糕的是，书中的例子代码，虽然看起来是完整的，但缺乏足够的注释来解释每一步操作背后的设计意图。我不得不自行去反编译或猜测代码的逻辑，这极大地拖慢了我的学习进度。如果能用更具启发性的方式来阐述复杂的流程，比如加入一些实际案例的“失败与成功”对比，或者用流程图来辅助说明软件架构的演变，阅读体验一定会大幅提升。目前的版本更像是直接把内部培训材料印刷了出来，缺乏应有的打磨和人性化处理。

评分☆☆☆☆☆

对于那些有一定DSP基础，追求前沿和具体项目落地的老手而言，这本书的价值似乎也并没有被完全挖掘出来。它在介绍传统算法和经典架构时显得中规中矩，甚至有些陈旧，没有体现出近年来在并行处理和低功耗设计方面的新进展。我特别留意了关于特定商业芯片的开发流程介绍，结果发现那些章节内容非常程式化，缺乏针对具体芯片架构的深入洞察和“陷阱”提示。比如，在讲到定点数运算的溢出处理时，给出的建议过于笼统，没有结合当前主流DSP的硬件特性进行具体分析。如果你是想通过这本书来武装自己，应对最新的工业挑战，这本书提供的视角可能稍微滞后了一点。它更像是一个扎实但略显保守的教科书版本，缺少那种让人眼前一亮的“黑科技”分享，对于期望从中汲取创新灵感的读者来说，可能略感乏味。