具體描述
基本信息
書名：數字信號處理器：體係結構、實現與應用——國外經典教材 電子信息
定價：59.00元
作者：郭森楙,顔允聖 ,賈洪峰
齣版社：清華大學齣版社
齣版日期：2005-06-01
ISBN：9787302109853
字數：
頁碼：
版次：1
裝幀：平裝
開本：
商品重量：0.740kg
編輯推薦
本書特色：
·介紹瞭MATLAB和Simulink在設計中的應用——用於DSP算法的設計，分析和實現；
·Code poser studio的使用——用於實驗、工程和應用中的TMS320C54x和TMS320C55x；
·強調瞭C語言、匯編語言混閤編程；
·在實際練習中采用兩步方法——首先介紹軟件工程，並指導讀者逐步設計，仿真和驗證，然後以浮點和定點格式開發程序；
·MATLAB與DSP相關工具箱應用的快速指南。
內容提要
本書分為3個主要部分：體係結構、實現和應用，旨在幫助讀者理解DSP處理器的體係結構和編程、實時DSP係統與實際應用程序的設計，如何利用定點和浮點處理器實現DSP算法等。所介紹的處於是器包括：TMS320C2000，TMS320C54x，TMS320C55x，TMS320C62x，TMS320C64x，TMS320C3x和TMS320C67x。
本書可作為高年級相關專業本科生的教材。由於本書強調DSP實現、實驗和應用，所以也可以作為參考書，供那些希望學習DSP概念以及在工作中開發實時DSP應用的工程人員使用。
在開始學習本書之前，讀者應基本掌握信號與係統、C語言和匯編語言等知識。
目錄
章 數字信號處理係統導論
1.1 數字信號處理簡介
1.2 數字信號處理係統與應用
1.2.1 數字信號處理係統
1.2.2 TMS320係列
1.2.3 數字信號處理應用
1.3 數字信號處理器體係結構
1.3.1 引言
1.3.2 中央處理單元運算
1.3.3 存儲器配置
1.3.4 外圍設備與輸入／輸齣
1.4 軟件開發
1.4.1 指令集
1.4.2 匯編程序
1.4.3 C程序
1.4.4 C語言與匯編語言的混閤編碼
1.4.5 軟件開發工具
1.5 硬件問題
1.5.1 硬件選擇
1.5.2 硬件配置
1.5.3 硬件工具
1.6 係統考慮事項
1.6.1 數字信號處理器的選擇
1.6.2 采樣與量化
1.6.3 數模轉換
1.6.4 編碼譯碼器
1.6.5 速度優化
1.7 實驗
1.7.1 使用匯編器和鏈接器.命令文件
1.7.2 創建一個項目
1.7.3 連編項目
1.7.4 調試程序
1.7.5 查看存儲器和圖形
1.7.6 使用斷點和配置器
習題
參考文獻
第2章 數字信號處理基礎
2.1 數字信號與操作
2.1.1 基本信號
2.1.2 基本運算
2.2 變換
2.2.1 定義
2.2.2 z變換的性質
2.3 數字係統
2.3.1 綫性時不變係統
2.3.2 有限長單位衝激響應濾波器
2.3.3 無限長單位衝激響應濾波器
2.4 頻率分析
2.4.1 離散時問傅裏葉變換
2.4.2 離散傅裏葉變換
2.4.3 離散傅裏葉變換的性質
2.4.4 快速傅裏葉變換
2.5 信號處理
2.5.1 數字信號
2.5.2 時域處理
2.6 實驗
2.6.1 簡單的無限長單位衝激響應濾波器
2.6.2 軟件開發
2.6.3 信號處理工具
2.6.4 使用Code Composer Studio
測試C程序
習題
參考文獻
第3章 實現的考慮因素
3.1 引言
3.2 數據錶示與運算
3.2.1 定點數與運算
3.2.2 浮點運算
3.2.3 定點格式與浮點格式對比
3.3 有限字長效應
3.3.1 輸入量化
3.3.2 係數量化
3.3.3 溢齣與解決方法
3.3.4 捨入與捨位
3.4 編程問題
3.4.1 尋址模式
3.4.2 流水綫概念
3.4.3 指令高速緩存
3.4.4 硬件與軟件中斷
3.5 實時實現的考慮因素
3.5.1 信號轉換器
3.5.2 流處理
3.5.3 塊處理
3.5.4 矢量處理
3.5.5 基準測試
3.6 硬件接口
3.6.1 外部存儲器接口
3.6.2 計時器和主時鍾
3.6.3 串行端口連接
3.6.4 直接存儲器存取控製器
3.6.5 並行端口連接
3.6.6 主機端口連接
3.6.7 多處理技術
3.6.8 電源調節器
3.6.9 仿真器互連標準
3.7 實驗
3.7.1 利用MATLAB的實驗
3.7.2 采用定點C的實驗
3.7.3 采用C5000 CCS的實驗
習題
參考文獻
第4章 定點數字信號處理器
4.1 引言
4.1.1 源語句格式
4.1.2 匯編命令
4.1.3 軟件開發過程
4.2 TMS320C2000
4.2.1 體係結構概述
4.2.2 中央處理器
4.2.3 程序控製
4.2.4 編程問題
4.2.5 係統問題
4.2.6 一個應用：鎖相環
4.3 TMS320C54x
4.3.1 體係結構概述
4.3.2 尋址模式
4.3.3 指令集
4.3.4 編程考慮因素
4.3.5 係統問題
4.4 TMS320C55x
4.4.1 體係結構概述
4.4.2 中央處理器
4.4.3 尋址模式
4.4.4 指令集
4.4.5 編程考慮因素
4.4.6 C程序的優化
4.4.7 係統問題
4.5 TMS320C62x與TMS32064x
4.5.1 體係結構概述
4.5.2 存儲器係統
4.5.3 外部存儲器尋址
4.5.4 指令集
4.5.5 編程考慮因素
4.5.6 係統問題
4.6 實驗
4.6.1 錶示不同的Q格式
4.6.2 係數量化
4.6.3 溢齣處理
4.6.4 縮放和飽和模式
4.6.5 捨入
4.6.6 提取保護位
4.6.7 一個乘法特例
習題
參考文獻
第5章 浮點數字信號處理器
……
第6章 有限長單位衝激響應濾波
第7章無限長單位衝激響應濾波
第8章 快速傅裏葉變換
第9章 自適應濾波
部分習題答案
附錄A MATLAB與Simul ink簡介
附錄B 附加實驗與應用
附錄C 數字信號處理器的外圍設備編程
附錄D 有用的站點
作者介紹
郭森楙(Sen M. Kuo)，1976年於國立颱灣師範大學獲得學士學位，分彆於1983年、1985年在新墨西哥大學獲得碩士學位與博士學位。現為美國北伊利諾斯大學電氣工程係教授。1993年曾在德州儀器公司工作。作為作者齣版瞭4本專著他已經申請瞭7項美國，並發錶瞭150多篇技術
文摘
序言
用戶評價
我對於這本書的評價，更多地體現在其對DSP體係結構的深度解析上。很多教材在講解DSP時，往往會停留在算法層麵，而忽略瞭硬件的實際實現，這導緻我們雖然理解瞭算法，但卻難以將其高效地應用到實際硬件上。這本書在這方麵做得非常齣色，它係統地介紹瞭不同類型DSP芯片的微架構，包括其特有的指令集、流水綫技術、內存訪問機製以及中斷處理方式等等。我曾經花瞭好幾天時間，深入研究書中關於Harvard架構和Von Neumann架構在DSP上的具體實現差異，以及它們各自的優缺點。書中對於MAC（Multiply-Accumulate）單元的詳細講解，讓我明白瞭為何DSP在乘法和纍加操作上如此高效，這對於理解信號處理中的核心計算至關重要。同時，書中也花瞭大量的篇幅介紹DSP的並行處理能力，例如SIMD（Single Instruction Multiple Data）指令集如何加速數據處理，以及多核DSP的設計理念。這些內容對於我理解高性能DSP的應用場景，以及如何優化算法以充分利用硬件資源，提供瞭極大的幫助。我甚至嘗試著閱讀瞭書中附帶的一些匯編代碼示例，雖然當時覺得有些晦澀，但在結閤前麵關於指令集和流水綫技術的講解後，我逐漸領悟到瞭代碼的精妙之處，以及它如何巧妙地映射到硬件指令上，實現高效的計算。對於書中關於DMA（Direct Memory Access）控製器的介紹，也讓我對數據傳輸的效率有瞭更深刻的認識，明白瞭它如何繞過CPU直接進行數據傳輸，從而釋放CPU資源，提高係統整體性能。總而言之，這本書為我構建瞭一個完整的DSP體係結構知識框架，讓我不再是零散地學習各個模塊，而是能夠從整體上理解DSP的工作原理和優勢。
評分這本《數字信號處理器：體係結構、實現與應用——國外經典教材 電子信息》真的給我帶來瞭前所未有的啓發。當初選擇它，純粹是因為“經典教材”這四個字，以及電子信息領域的指嚮性，我當時的想法是，作為一本被譽為經典的著作，它必然在基礎理論的構建上有著紮實的功底，能夠為我梳理清晰DSP領域的核心脈絡。事實也確實如此，書中對於DSP基本概念的闡述，那種循序漸進、層層遞進的邏輯，讓人感覺仿佛走進瞭知識的殿堂，每一個概念的引入都恰到好處，並且都有詳實的理論依據作為支撐。作者在講解過程中，並沒有急於拋齣復雜的公式和模型，而是先從概念的本質齣發，用清晰易懂的語言進行描述，然後再逐步引入數學工具進行嚴謹的推導。這種處理方式對於我這種初學者來說，簡直是福音。我特彆欣賞它對信號采樣、量化、編碼等基本過程的細緻講解，這些看似基礎的概念，卻對理解整個DSP係統至關重要。書中對傅裏葉變換、Z變換等數學工具的應用，也並非簡單羅列，而是深入剖析瞭它們在信號處理中的物理意義和實際作用，讓我對這些數學工具的理解上升到瞭一個新的高度。我還記得在學習離散傅裏葉變換（DFT）時，書中通過一係列圖示和實例，生動地展示瞭信號在頻域的錶示，以及DFT如何捕捉信號中的頻率成分。這種直觀的講解方式，讓我能夠深刻理解DFT的原理，並且能夠舉一反三，將其應用到其他信號處理問題中。此外，書中對於各種濾波器（如FIR、IIR）的介紹，也讓我印象深刻。它不僅詳細講解瞭濾波器的設計原理和算法，還通過實際的工程案例，展示瞭濾波器在音頻處理、圖像處理等領域的廣泛應用。我甚至嘗試著根據書中的指導，在仿真軟件中設計並實現瞭幾種不同類型的濾波器，並驗證瞭它們在去除噪聲、增強信號等方麵的效果。這本書給我最直觀的感受就是，它不僅僅是理論的堆砌，更是理論與實踐的完美結閤，為我打開瞭通往DSP世界的大門。
評分這本書最大的價值在於，它不僅僅是理論的陳述，更是將抽象的信號處理概念，通過詳實的體係結構和實現細節，賦予瞭生命力。我特彆欣賞書中對於DSP處理器特有的一些功能單元的詳細介紹，比如循環緩衝區、位反轉指令、以及常用的DSP指令集。這些指令並非僅僅是枯燥的代碼，而是背後蘊含著精巧的算法優化思想。我曾經嘗試著去理解書中關於CORDIC算法在DSP上的實現，以及如何利用DSP的硬件特性來加速三角函數的計算。書中通過一步步的推導和代碼示例，讓我明白瞭CORDIC算法的迭代過程，以及它如何通過移位和加法來實現高效的計算。我還對書中關於DMA控製器的工作原理進行瞭深入研究，理解瞭它如何實現CPU與外設之間的數據高效傳輸，從而減輕CPU的負擔，提高係統整體吞吐量。書中還探討瞭DSP在功耗管理方麵的策略，比如如何通過降低時鍾頻率、關閉不使用的功能單元等方式來降低功耗。這些內容對於我進行嵌入式係統的功耗優化非常有啓發。總而言之，這本書讓我深刻理解瞭“體係結構、實現與應用”這幾個關鍵詞的內在聯係，讓我從理論到實踐，再到實際的工程應用，都有瞭質的飛躍。
評分在我看來，這本書最難得之處，在於它能夠將復雜的DSP理論，以一種係統化、結構化的方式呈現給讀者，並且與實際的硬件實現和應用緊密結閤。它不僅僅是一本教科書，更像是一本“工具箱”，為讀者提供瞭理解和掌握DSP技術的全套方法論。我特彆欣賞書中對於DSP算法的分析，它不僅給齣瞭算法的公式和步驟，更重要的是解釋瞭算法背後的數學原理和計算復雜度，以及如何在DSP硬件上進行高效的實現。例如，在介紹FFT算法時，書中不僅講解瞭其基本原理，還分析瞭不同FFT實現方式的優缺點，以及如何利用DSP的硬件特性來加速FFT的計算。我還對書中關於DSP軟件開發的討論非常感興趣，包括如何進行代碼優化、如何使用RTOS來管理多任務、以及如何進行性能調試。這些內容對於我來說，是至關重要的實操技能。書中還涉及瞭DSP在傳感器網絡、嵌入式係統設計等領域的應用，這些內容為我提供瞭更廣闊的視野，讓我看到瞭DSP技術在未來物聯網和智能硬件領域的巨大潛力。總而言之，這本書為我提供瞭一個堅實的DSP知識基礎，讓我能夠自信地應對未來在電子信息領域遇到的各種挑戰。
評分這本書給我最深刻的印象是它在“實現”這個環節所付齣的努力。很多理論書籍往往止步於概念和算法，而這本書則將理論如何轉化為實際可運行的代碼和係統，這一點做得非常詳盡。書中不僅講解瞭DSP的編程模型，還詳細介紹瞭如何使用特定的編譯器、調試器以及硬件仿真工具。我印象最深的是關於DSP的匯編語言編程章節，雖然對於大多數工程師來說，高級語言編程已經足夠，但理解匯編語言能夠幫助我們更深入地理解DSP的工作原理，以及如何進行底層的優化。書中提供瞭一些經典的匯編指令示例，並配以詳細的解釋，說明瞭這些指令是如何直接映射到DSP硬件的操作，例如如何高效地執行乘纍加操作、如何利用特殊的尋址模式來訪問數據等。這些示例讓我對DSP的底層執行機製有瞭更直觀的理解。此外，書中還重點介紹瞭DSP的實時操作係統（RTOS）的應用。它闡述瞭RTOS如何管理DSP的資源，如何處理多任務調度，以及如何在實時係統中實現低延遲和高可靠性。我特彆研究瞭書中關於中斷服務程序（ISR）的設計和優化，以及如何通過RTOS來管理任務間的同步和通信。通過閱讀這部分內容，我開始理解為什麼在許多嵌入式係統中，DSP需要配閤RTOS纔能發揮最佳性能。書中還提及瞭一些常用的DSP開發庫和框架，並對其優缺點進行瞭比較分析，為我選擇閤適的開發工具提供瞭參考。我甚至嘗試著使用書中推薦的開發工具鏈，在仿真平颱上運行瞭一些簡單的DSP程序，雖然起初遇到瞭一些睏難，但在查閱瞭書中的相關章節後，問題都得到瞭解決，這讓我對DSP的實際開發流程有瞭初步的體驗。
評分這本書的“國外經典教材”定位，賦予瞭它一種獨特的嚴謹性和深度。我個人一直認為，優秀的教材往往是經過時間沉澱和廣泛認可的，而這本書恰恰符閤這一標準。它的結構設計非常閤理，從基礎概念的引入，到體係結構的剖析，再到具體的實現方法和實際應用，層層遞進，邏輯清晰。我曾多次翻閱此書，每一次都能從中發現新的理解和體會。例如，在學習DSP的並行處理能力時，書中通過詳細的圖示和文字說明，解釋瞭指令流水綫、超標量執行等概念，讓我對CPU的工作方式有瞭更深入的理解。它並沒有簡單地告訴我們DSP很快，而是通過揭示其內部工作原理，讓我們明白“快”的原因。我還記得書中對於DSP指令集的設計理念的討論，它解釋瞭為何DSP的指令集會與通用CPU有所不同，以及這些設計是如何為瞭優化信號處理任務而服務的。這種對細節的關注，是很多教材所不具備的。書中對於各種算法的介紹，也並非停留在錶麵，而是深入到算法的數學原理和計算復雜度分析。例如，在介紹FFT算法時，書中不僅給齣瞭蝶形運算的原理，還詳細分析瞭FFT相對於DFT在計算量上的巨大優勢，以及如何通過遞歸或迭代的方式來實現FFT。這種對算法深度的挖掘，讓我能夠真正理解算法的精髓，並為日後的算法改進和創新打下堅實的基礎。這本書不僅僅是一本技術書籍，更像是一位循循善誘的老師，帶領我一步步探索DSP的奧秘。
評分我購買這本書的初衷，是想係統地學習數字信號處理在電子信息領域的應用。這本書的“應用”部分，確實給瞭我極大的驚喜。它並沒有局限於羅列一些簡單的應用，而是深入探討瞭DSP在各種復雜係統中的核心作用。我尤其對書中關於通信係統中的DSP應用非常感興趣。書中詳細介紹瞭DSP在數字通信中的調製解調、信道編碼、均衡等關鍵環節的應用，以及如何在高速數據傳輸中實現低延遲和高可靠性。我曾經嘗試著將書中的一些通信算法原理，例如QPSK調製解調，在仿真軟件中進行模擬，並使用DSP的思路來優化其計算過程。此外，書中關於DSP在醫療電子領域的應用也讓我印象深刻，例如在生物信號采集與處理、醫學成像等方麵的應用。書中對這些應用的講解，不僅僅是技術性的描述，更是從實際需求齣發，闡述瞭DSP如何解決實際問題，提升設備性能。我甚至嘗試著閱讀瞭一些書中引用的相關研究論文，通過這些論文，我進一步瞭解瞭DSP技術在這些領域的最新發展動態。這本書讓我看到瞭DSP技術的廣闊前景，也激發瞭我進一步探索特定應用領域的興趣。
評分作為一個在電子信息領域摸索多年的學習者，我深知理論與實踐結閤的重要性，而這本書在這方麵做得堪稱典範。它不僅深入講解瞭數字信號處理的理論基礎，更著重於如何將這些理論轉化為實際可行的硬件實現和軟件應用。我特彆欣賞書中對於DSP處理器內部結構的詳細描述，例如其特有的寄存器、地址生成單元、以及指令流水綫等。這些細節的呈現，讓我能夠更深刻地理解DSP的計算效率是如何實現的。書中還花瞭大量的篇幅介紹DSP的開發流程，包括如何使用交叉編譯器、調試器，以及如何進行硬件調試。我曾經嘗試著按照書中提供的步驟，在仿真平颱上搭建一個簡單的DSP開發環境，並編譯、運行瞭一個基礎的信號處理程序。雖然過程中遇到瞭一些挑戰，但通過反復查閱書中的相關章節，並結閤網上的資料，最終都得到瞭解決。這種親身實踐的經曆，讓我對DSP的開發過程有瞭更直觀的認識，也為我日後獨立進行DSP項目開發積纍瞭寶貴的經驗。書中還討論瞭DSP在功耗優化和性能提升方麵的技術，例如如何通過動態電壓頻率調整（DVFS）技術來降低功耗，或者如何通過硬件加速器來提升特定任務的性能。這些內容對於我在設計低功耗、高性能嵌入式係統時提供瞭重要的參考。總的來說，這本書讓我看到瞭理論的落地，也讓我對DSP技術的實際應用充滿瞭信心。
評分從“應用”的角度來看，這本書的價值是毋庸置疑的。它並沒有局限於理論的闡述，而是將DSP技術與實際生活中的方方麵麵緊密聯係起來。書中涵蓋瞭音頻處理、圖像和視頻處理、通信係統、控製係統等多個領域的應用案例。我特彆喜歡其中關於數字音頻處理的部分，書中詳細介紹瞭如何使用DSP來實現噪聲消除、迴聲抑製、音頻編碼和解碼等功能。我甚至嘗試著將書中的一些算法原理應用到實際的音頻處理項目中，例如使用FIR濾波器來去除音頻中的高頻噪聲，或者使用FFT來分析音頻信號的頻譜特性。這些實踐讓我深刻體會到DSP在提升音質、實現智能化音頻設備方麵的巨大潛力。此外，書中關於圖像和視頻處理的應用也讓我大開眼界。它介紹瞭DSP在圖像壓縮、邊緣檢測、特徵提取等方麵的應用，以及如何在實時視頻流中實現這些功能。我甚至嘗試著使用DSP來加速一些基本的圖像處理算法，例如高斯模糊和 Sobel 算子，並對比瞭使用DSP和通用CPU的性能差異。這種對比讓我更加直觀地認識到DSP在特定計算任務上的優勢。書中還提及瞭DSP在通信係統中的應用，例如在基帶信號處理、調製解調等環節，以及在無綫通信、軟件定義無綫電等前沿技術中的應用。這些內容為我打開瞭新的視野，讓我看到瞭DSP在現代通信網絡中的關鍵作用。總的來說，這本書通過大量的實際應用案例，讓我看到瞭DSP技術廣闊的應用前景，也激發瞭我進一步深入研究特定應用領域的興趣。
評分坦白說，當初選擇這本書，很大程度上是源於其“體係結構”這一標題所帶來的吸引力。我一直認為，要真正掌握一個領域，就必須深入理解其底層構架，而DSP的體係結構，正是其核心所在。這本書在這方麵的內容，可謂是鞭闢入裏。它係統地介紹瞭各種DSP處理器傢族的典型體係結構，包括其指令集架構（ISA）、流水綫設計、內存管理單元（MMU）、以及並行處理單元（如MAC單元）的特點。我曾花費大量時間，仔細研究書中關於TMS320係列DSP和ARM Cortex-M係列DSP在體係結構上的異同。書中通過詳細的圖示和文字描述，解釋瞭Harvard架構和Modified Harvard架構在指令和數據訪問上的差異，以及它們如何影響DSP的整體性能。我還深入學習瞭書中關於DSP的流水綫技術，包括指令譯碼、執行、寫迴等階段，以及如何通過流水綫並行來提高指令吞吐量。此外，書中還講解瞭DSP的特殊指令，如嚮量指令、飽和運算指令等，以及這些指令是如何加速信號處理任務的。我甚至嘗試著將一些算法用DSP的匯編語言來實現，並對比其與C語言實現之間的性能差異，從而更深刻地理解指令集設計的精妙之處。這本書為我提供瞭一個宏觀的視角，讓我能夠從更高的層麵去理解DSP芯片的設計理念和工作原理，也為我日後選擇和評估DSP硬件提供瞭重要的參考依據。
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