DSP芯片的原理與開發應用(第4版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張雄偉 著

圖書標籤:

• DSP
• 數字信號處理
• 芯片
• 嵌入式係統
• 開發
• 應用
• 通信
• 控製
• 算法
• 第四版

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121073816

商品編碼：29729148342

包裝：平裝

齣版時間：2009-03-01

基本信息

書名：DSP芯片的原理與開發應用(第4版)

定價：49.80元

作者：張雄偉

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2009-03-01

ISBN：9787121073816

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.640kg

編輯推薦

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內容提要

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本書由淺入深、全麵係統地介紹瞭DSP芯片的基本原理、開發和應用。首先介紹瞭DSP芯片的基本結構和特徵，以及定點和浮點DSP處理的運算基礎；其次介紹瞭DSP芯片的開發工具，重點介紹瞭目前廣泛應用的CCS集成開發環境及其使用方法：接著，介紹瞭基於C語言和匯編語言的開發方法以及DSP芯片的存儲資源管理，較為詳細地介紹瞭DSP係統的軟硬件設計方法；後，通過三個應用實例介紹瞭定點和浮點DSP芯片的係統開發過程，並介紹瞭數字濾波器和FFT等常用數字信號處理算法的DSP實現。
本書的目的是使讀者瞭解DSP芯片的基本原理和常用DSP芯片的應用，熟悉DSP芯片開發工及使用方法，掌握DSP係統的軟硬件設計和應用係統開發方法，具備從事DSP芯片軟硬件設計和係統開發的能力。
本書的特點是：結構清晰、內容全麵、舉例豐富、實用性強，可作為電子信息類學科的研究生和相關專業高年級大學生的教材，也可作為DSP芯片應用人員的培訓教材，對於從事DSP芯片開發應用的科技人員和高校教師也具較高的參考價值。

目錄

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章 概述
1.1 引言
1.2 DSP係統
1.2.1 DSP係統的基本構成
1.2.2 DSP係統的特點
1.2.3 DSP係統的設計
1.2.4 DSP係統的開發
1.3 DSP芯片
1.3.1 DSP芯片的定義
1.3.2 DSP芯片的特點
1.3.3 DSP芯片的發展
1.3.4 T1公司的DSP芯片
1.3.5 DSP芯片的分類
1.3.6 DSP芯片的選擇
1.3.7 DSP係統的運算量
1.3.8 DSP芯片的應用
1.4 小結
1.5 習題與思考題
第2章 DSP芯片的基本結構和特徵
2.1 引言
2.2 DSP芯片的基本結構
2.3 中央處理單元（CPU）
2.3.1 算術邏輯單元（ALU）
2.3.2 纍加器
2.3.3 桶形移位寄存器
2.3.4 乘纍加單元
2.3.5 尋址單元
2.4 總綫結構和流水綫
2.5 片內存儲器
2.6 集成外設
2.6.1 通用的接口
2.6.2 定時器
2.6.3 主機接口（HPI）
2.6.4 串行口
2.6.5 軟件可編程等待狀態産生器
2.7 T1定點DSP芯片
2.7.1 早期的定點DSP芯片
2.7.2 TMS320C2000係列
2.7.3 1MS320C5000係列
2.7.4 TMS320C62x／C64x係列
2.8 T1浮點DSP芯片
2.8.1 TMS320C3x
2.8.2 TMS320C67x
2.9 其他DSP芯片簡介
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 小結
2.11 習題與思考題
第3章 DSP的數值運算基礎
3.1 引言
3.2 定點的基本概念
3.2.1 數的定標
3.2.2 數的轉換
3.2.3 溢齣保護
3.2.4 符號擴展
3.2.5 捨入與截尾
3.3 定點運算實現的基本原理
3.3.1 加法，減法運算的C語言定點模擬
3.3.2 乘法運算的C語言定點模擬
3.3.3 除法運算的C語言定點模擬
3.3.4 程序變量的Q值確定
3.3.5 浮點至定點變換的C程序舉例
3.4 DSP定點算術運算實現的基本原理
3.4.1 定點乘法
3.4.2 定點加法
……
第4章 DSP芯片的開發環境
第5章 基於C語言的DSP芯片開發
第6章 DSP芯片的存儲資源管理
第7章 TMS320C5000DSP芯片的匯編語言
第8章 基於C和匯編語言混閤編程的DSP芯心開發
第9章 DSP芯片集成外設的開發
0章 DSP脫機係統設計
1章 DSP硬件係統設計
2章 DSP芯片應用係統開發實例
3章 數字濾波器算法的DSP實現
4章 FFT算法的DSP實現
附錄A TMS320C54X指令集
附錄B TI格式文件轉化為二進製文件
附錄C 8位律/16位綫性互換的C語言程序
附錄D 律到綫性變換錶
陵錄E 縮寫詞的英文對照
參考文獻μ

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字信號處理：理論、算法與實踐》 概述 本書深入剖析瞭數字信號處理（DSP）的核心概念、關鍵算法及其在工程實踐中的廣泛應用。從基礎的采樣理論到復雜的自適應濾波與譜估計，本書力求為讀者構建一個係統、完整、深入的DSP知識體係。本書不僅注重理論的嚴謹性，更強調實際操作的指導性，旨在培養讀者獨立解決DSP相關工程問題的能力。本書適閤在校的電子工程、通信工程、計算機科學等相關專業的本科生、研究生，以及從事信號處理、通信係統、控製係統、圖像處理、音頻視頻處理等領域的工程師和研究人員。 章節內容詳解 第一部分：數字信號處理基礎 1. 信號與係統的基本概念 連續時間信號與離散時間信號： 介紹信號的分類，包括周期信號、非周期信號、偶函數、奇函數、能量信號、功率信號等，並闡述瞭連續信號離散化的重要性。 連續時間係統與離散時間係統： 定義係統的基本屬性，如綫性、時不變性、因果性、穩定性等。詳細介紹LTI（綫性時不變）係統的基本特性，特彆是捲積運算在LTI係統分析中的核心作用。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 深入講解傅裏葉級數（DFS/DTFS）和傅裏葉變換（FT/DFT）的原理，闡述其將時域信號分解為不同頻率分量的能力。重點分析傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、捲積定理、帕塞瓦爾定理等，為後續的頻譜分析打下堅實基礎。 采樣理論： 詳述奈奎斯特-香農采樣定理，解釋瞭信號無失真恢復的充要條件。深入探討過采樣、欠采樣及其帶來的混疊現象，並介紹抗混疊濾波器的設計原理和應用。 離散傅裏葉變換（DFT）及其性質： 介紹DFT的定義，及其與連續傅裏葉變換的關係。詳細講解DFT的計算性質，包括周期性、對稱性、綫性、周期捲積、循環移位等。 2. 離散時間係統的分析 差分方程與係統函數： 講解如何用差分方程描述離散時間LTI係統，並引入係統函數（Z變換域）的概念，將差分方程轉化為代數方程，簡化係統分析。 Z變換及其性質： 詳細介紹Z變換的定義，包括單邊Z變換和雙邊Z變換。深入講解Z變換的性質，如綫性、時移、乘法、捲積、微分等，以及收斂域（ROC）的概念及其重要性。 零極點分析與係統穩定性： 利用Z平麵上的零點和極點位置來判斷係統的穩定性、因果性。講解如何通過零極點配置來設計具有特定性能要求的係統。 捲積與係統響應： 進一步強調捲積在離散時間LTI係統分析中的核心地位，講解輸入信號與係統單位衝激響應的捲積如何得到係統的零輸入響應和零狀態響應。 第二部分：數字濾波器設計 3. 無限衝激響應（IIR）濾波器設計 IIR濾波器基本原理： 介紹IIR濾波器利用反饋機製的特點，其單位衝激響應為無限長。 巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器： 詳細介紹這三種經典IIR濾波器的幅頻響應特性、設計方法和優缺點。重點講解它們在通帶平坦度、阻帶衰減、過渡帶寬度等方麵的權衡。 模擬濾波器嚮數字濾波器的轉換： 介紹雙綫性變換法（Bilinear Transformation）和脈衝不變法（Impulse Invariance）等常用的轉換方法，以及它們在轉換過程中引入的非綫性畸變問題。 幅頻響應約束下的設計： 講解如何在給定的幅頻響應要求下，通過求解係統函數係數來設計IIR濾波器。 4. 有限衝激響應（FIR）濾波器設計 FIR濾波器基本原理： 介紹FIR濾波器無反饋機製的特點，其單位衝激響應為有限長，從而保證瞭綫性相位特性（無相位失真）。 窗函數法： 介紹如何利用理想濾波器的單位衝激響應截斷，並乘以不同的窗函數（如矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗、Kaiser窗）來設計FIR濾波器。詳細分析不同窗函數的頻譜泄露和旁瓣衰減特性。 頻率采樣法： 介紹直接根據濾波器的頻率響應采樣點來設計FIR濾波器的思路。 最優（Parks-McClellan）算法： 講解 Parks-McClellan 算法（也稱Remez交換算法），這是一種迭代算法，可以在給定的通帶和阻帶內，最小化最大允許誤差，得到最優的FIR濾波器。 綫性相位FIR濾波器設計： 重點闡述FIR濾波器實現綫性相位的條件，以及不同類型的綫性相位FIR濾波器（Type I, II, III, IV）的設計方法。 第三部分：現代數字信號處理技術 5. 快速傅裏葉變換（FFT）算法 FFT算法的原理： 講解FFT算法如何大幅度降低DFT的計算復雜度，從O(N^2)降低到O(N log N)。 蝶形運算（Butterfly Operation）： 詳細介紹FFT算法中的基本計算單元——蝶形運算，以及它如何實現數據的重排和計算。 按時間抽取FFT（Cooley-Tukey算法）： 介紹最經典的Cooley-Tukey FFT算法，包括基-2 FFT的蝶形圖和計算流程。 其他FFT算法： 簡要介紹按頻率抽取FFT以及混閤基FFT算法。 FFT在工程中的應用： 討論FFT在頻譜分析、捲積計算、相關計算等方麵的實際應用。 6. 自適應濾波 自適應濾波器的基本概念： 介紹自適應濾波器的核心思想——濾波器的係數能夠根據輸入信號的統計特性自動調整，以達到某種優化目標（如最小均方誤差）。 最小均方（LMS）算法： 詳細介紹LMS算法及其變種（如NLMS），重點講解其原理、收斂性、步長因子選擇等。 遞歸最小二乘（RLS）算法： 介紹RLS算法，分析其比LMS算法收斂更快的優點，以及其計算復雜度較高的缺點。 自適應濾波器的應用： 闡述自適應濾波器在噪聲消除、迴聲消除、信道均衡、係統辨識等方麵的強大能力。 7. 譜估計 周期圖法（Periodogram）： 介紹最簡單的譜估計方法，通過對信號進行傅裏葉變換並計算功率譜密度。分析其方差大、平滑度差的缺點。 改進的周期圖法： 介紹Welch方法等，通過對信號分段、加窗、平均來降低譜估計的方差。 模型驅動（參數法）譜估計： AR模型（自迴歸模型）： 介紹如何用AR模型擬閤信號，並推導齣AR模型的功率譜密度公式。 MA模型（滑動平均模型）： 介紹MA模型及其譜估計。 ARMA模型（自迴歸滑動平均模型）： 介紹ARMA模型及其譜估計。 多重信號分類（MUSIC）算法和質因子分解（ESPRIT）算法： 介紹這些高分辨率譜估計技術，它們在陣列信號處理和雷達等領域有重要應用，能夠精確估計信號頻率。 第四部分：數字信號處理的應用 8. 多速率信號處理 采樣率變換（抽取與插值）： 詳細介紹如何通過抽取（Decimation）降低采樣率，以及如何通過插值（Interpolation）提高采樣率。重點講解這些操作對信號頻譜的影響，以及如何設計抽取濾波器和插值濾波器來避免混疊和保持信號保真度。 多速率濾波器的結構： 介紹多速率信號處理中的基本結構，如多相分解。 應用： 探討多速率信號處理在通信係統（如數據傳輸速率匹配）、音頻處理（如采樣率轉換）等領域的應用。 9. 短時傅裏葉變換（STFT）與時頻分析 STFT的原理： 介紹STFT如何通過對信號進行分幀、加窗、並對每一幀進行傅裏葉變換，從而分析信號隨時間變化的頻率特性。 窗口選擇與時頻分辨率的權衡： 分析窗口長度和形狀對STFT結果的影響，解釋時頻分辨率的“不確定性原理”。 時頻錶示： 介紹STFT譜圖（Spectrogram）等時頻錶示方法。 其他時頻分析方法： 簡要介紹小波變換（Wavelet Transform）等更高級的時頻分析工具，及其在信號去噪、特徵提取等方麵的優勢。 10. 數字信號處理在通信係統中的應用 調製與解調： 講解數字信號處理在ASK, FSK, PSK, QAM等調製技術中的作用，如何實現信號的編碼、調製、解調和解碼。 信道均衡： 介紹為瞭剋服信道失真（如碼間串擾）而設計的均衡器，包括綫性均衡器和非綫性均衡器。 自適應均衡： 討論如何使用自適應濾波器實現信道均衡。 相關與匹配濾波： 講解相關運算在信號檢測中的作用，以及匹配濾波器的設計原理，用於最大化輸齣信噪比。 11. 數字信號處理在圖像與音頻處理中的應用 圖像處理： 圖像增強： 介紹點運算（如直方圖均衡）、空間域濾波（如銳化、平滑）以及頻率域濾波在圖像增強中的應用。 圖像復原： 討論如何利用模型或統計方法進行圖像去模糊、去噪。 圖像壓縮： 講解離散餘弦變換（DCT）在JPEG圖像壓縮中的關鍵作用，以及小波變換在JPEG2000中的應用。 音頻處理： 音頻信號的采樣與量化： 介紹數字音頻的産生過程。 音頻信號的壓縮： 講解MP3等音頻壓縮算法的基本原理，利用人耳聽覺特性進行有損壓縮。 語音信號處理： 介紹語音識彆、語音閤成、語音增強等應用。 第五部分：DSP係統開發 12. DSP處理器介紹與開發環境 DSP處理器架構： 介紹典型DSP處理器（如TI C6000係列、ADI SHARC係列等）的架構特點，包括哈佛/改進哈佛結構、專用指令集（如MAC指令）、流水綫技術、DMA等。 開發工具鏈： 介紹DSP的集成開發環境（IDE）、編譯器、匯編器、鏈接器、調試器等。 嵌入式係統開發流程： 講解從算法實現到硬件部署的整個流程，包括交叉編譯、代碼優化、內存管理、中斷處理等。 硬件接口與外設： 介紹DSP常用的外設接口，如ADC/DAC、SPI、I2C、UART、Ethernet等，以及它們在實際係統中的連接和配置。 總結 本書通過對數字信號處理理論、算法和應用的係統闡述，旨在幫助讀者深入理解DSP的核心技術，並具備將其應用於實際工程問題的能力。從信號分析到濾波器設計，從快速算法到先進技術，再到具體的應用領域和開發實踐，本書為讀者提供瞭一條清晰的學習路徑。通過對本書的學習，讀者將能夠掌握數字信號處理的精髓，為解決復雜的工程挑戰打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

對於那些有一定DSP基礎，追求前沿和具體項目落地的老手而言，這本書的價值似乎也並沒有被完全挖掘齣來。它在介紹傳統算法和經典架構時顯得中規中矩，甚至有些陳舊，沒有體現齣近年來在並行處理和低功耗設計方麵的新進展。我特彆留意瞭關於特定商業芯片的開發流程介紹，結果發現那些章節內容非常程式化，缺乏針對具體芯片架構的深入洞察和“陷阱”提示。比如，在講到定點數運算的溢齣處理時，給齣的建議過於籠統，沒有結閤當前主流DSP的硬件特性進行具體分析。如果你是想通過這本書來武裝自己，應對最新的工業挑戰，這本書提供的視角可能稍微滯後瞭一點。它更像是一個紮實但略顯保守的教科書版本，缺少那種讓人眼前一亮的“黑科技”分享，對於期望從中汲取創新靈感的讀者來說，可能略感乏味。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格極其乾燥，像是在閱讀一份冗長的技術規格文檔，而不是一本旨在傳授知識的書籍。作者似乎完全沒有意識到，即使是技術寫作，也需要一定的敘事節奏和生動的比喻來幫助讀者建立直觀理解。閱讀過程中，我多次因為枯燥的陳述而走神，不得不反復閱讀纔能捕捉到關鍵信息。更糟糕的是，書中的例子代碼，雖然看起來是完整的，但缺乏足夠的注釋來解釋每一步操作背後的設計意圖。我不得不自行去反編譯或猜測代碼的邏輯，這極大地拖慢瞭我的學習進度。如果能用更具啓發性的方式來闡述復雜的流程，比如加入一些實際案例的“失敗與成功”對比，或者用流程圖來輔助說明軟件架構的演變，閱讀體驗一定會大幅提升。目前的版本更像是直接把內部培訓材料印刷瞭齣來，缺乏應有的打磨和人性化處理。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度簡直讓人懷疑作者是不是對“入門”這個詞有什麼誤解。我原本是想找一本能紮紮實實地從基礎概念講起，一步步帶我領略DSP世界奧秘的教材，結果這本書上來就扔瞭一堆我不認識的專業術語和復雜的數學模型，完全沒有提供一個平緩的過渡期。讀起來感覺就像是直接被推到瞭一片信息的海洋裏，雖然理論上包含瞭所有必要的知識點，但組織結構非常鬆散，缺乏清晰的主綫。很多重要的原理，比如如何優化循環或者如何處理中斷延遲這類實際工程中至關重要的問題，都被一帶而過，講得非常膚淺。與其說這是一本開發應用指南，不如說是一本堆砌概念的參考手冊，對於需要快速上手實踐的工程師來說，實用價值大打摺扣。我花費瞭大量時間去查閱其他資料來補足這本書留下的空白，這完全違背瞭我買專業書籍的初衷。

評分☆☆☆☆☆

我必須指齣，這本書的勘誤問題非常嚴重，這對於一本涉及精確計算和硬件操作的技術書來說是緻命的。我在第三章的傅裏葉變換部分發現瞭一個明顯的數學符號錯誤，如果我沒有仔細核對，很可能在後續的仿真中得齣完全錯誤的結論。此外，隨書附帶的資源包（如果存在的話）也顯得非常混亂，很多示例代碼無法直接編譯，依賴庫的版本衝突問題層齣不窮。這不僅浪費瞭學習時間，更嚴重打擊瞭學習的熱情。一本優秀的教材，不僅要內容正確，更要提供一個穩定、可靠的學習環境。這本書在基礎質量控製上明顯存在疏漏，讓讀者在學習新知識的同時，還要不斷地充當“Bug 獵人”，實在令人沮喪。希望齣版商能盡快發布一個官方勘誤錶，並更新配套資源，否則，這本書的參考價值會隨著時間的推移而迅速下降。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版簡直是一場災難，看得我眼睛都要花瞭。本來我對這個領域就不是特彆熟悉，結果拿到實體書，裏麵的插圖模糊不清，很多公式的推導過程更是跳躍得讓人摸不著頭腦。我試著跟著書上的例子敲代碼，結果光是配置環境就摺騰瞭半天，書裏提到的很多工具版本都太舊瞭，根本跑不起來。感覺作者對“麵嚮讀者”這個概念理解得一塌糊塗，完全是以一種“我懂瞭，你們自己琢磨去”的態度在寫書。特彆是涉及到一些高級概念的講解，像是雲裏霧裏的，讀完一段，我隻能對著屏幕上的代碼乾瞪眼，完全不知道作者想錶達的核心思想是什麼。如果不是工作實在需要，我真想直接把它扔到一邊。希望未來的版本能請個專業的編輯來重新梳理一下結構和圖錶質量，彆讓真正想學習的人被這些低級的製作問題勸退。這種級彆的技術書籍，在齣版前真的應該經過更嚴格的審校流程，現在的狀態讓人非常失望。