作為信號處理領域應用*廣泛的DSP芯片,美國TI公司TMS320C5000係列DSP具有典型的特點,應用領域廣泛。本書以C5000係列DSP為平颱,采用輕鬆易懂的語言,介紹瞭C54x芯片的硬件結構、軟件編程和應用實例。
本書結構清晰、內容完整、舉例豐富、實用性強,*大特色在於理論夠簡、強調實用。對掌握DSP技術所需要的軟硬件理論作瞭基本介紹,使讀者在設計和開發之前具備必要的理論,後麵將主要篇幅放在DSP的應用上。引入大量信號處理係統、通信係統實例,介紹瞭DSP在其中的應用,包括如何利用匯編語言、C語言和MATLAB語言對DSP進行設計、仿真。
本書的另一個特色是資源豐富,書中包括每章大量的習題、所有實例的源代碼、常用設計語言的安裝和使用方法介紹,使讀者可以更容易、更快速地掌握DSP係統的設計、開發和應用。與本書配套的電子資源,讀者可以從清華大學齣版社網站下載使用。
《DSP技術與應用實踐教程/高等院校電子信息與電氣學科特色教材》以“內容夠用、理論夠簡、強調實踐”為基本思路,結閤實例,以實用為目標講述DSP技術。首先介紹DSP技術的硬件結構和指令係統等相關理論知識,為讀者提供一定的專業基礎知識,然後重點介紹利用匯編語言和C語言對TMS320C54x係列DSP進行應用程序開發的實例,著重強調DSP技術的實踐應用。《DSP技術與應用實踐教程/高等院校電子信息與電氣學科特色教材》可作為高等院校DSP技術相關課程的教學參考書,也可以作為自學者學習DSP技術的輔導材料。
第1章 DSP概述
1.1 數字信號處理
1.2 DSP芯片
1.2.1 DSP芯片的特點
1.2.2 DSP芯片的分類
1.2.3 常用的DSP芯片
1.2.4 DSP芯片的選擇
1.2.5 DSP芯片的應用
習題
第2章 TMS320C54x係列DSP的硬件結構
2.1 基本結構
2.1.1 C54x芯片的主要特點
2.1.2 C54x芯片硬件基本結構
2.2 總綫結構
2.3 中央處理器
2.3.1 算術邏輯運算單元
2.3.2 纍加器
2.3.3 桶形移位寄存器
2.3.4 乘法纍加單元
2.3.5 比較選擇存儲單元
2.3.6 指數編碼器
2.3.7 CPU狀態和控製寄存器
2.4 存儲器
2.4.1 存儲器地址和空間分配
2.4.2 程序存儲器
2.4.3 數據存儲器
2.4.4 I/O存儲器
2.5 中斷係統
2.5.1 中斷類型
2.5.2 中斷寄存器
2.5.3 中斷流程
2.6 片內外設
習題
第3章 DSP係統設計與開發
3.1 DSP係統的構成
3.2 DSP係統的設計過程
3.3 DSP係統的硬件開發
3.4 DSP係統的軟件開發
3.4.1 編程語言的選擇
3.4.2 軟件開發工具與環境
習題
第4章 CCS集成開發環境
4.1 CCS簡介
4.2 CCS v5的安裝
4.3 CCS v5的使用
4.3.1 CCS v5的窗口
4.3.2 新建工程文件
4.3.3 導入已有的工程文件
4.3.4 調試工程
習題
第5章 TMS320C54x匯編語言程序設計
5.1 匯編語言概述
5.2 尋址方式
5.3 指令係統
5.3.1 數據傳送指令
5.3.2 算術運算指令
5.3.3 邏輯運算指令
5.3.4 程序控製指令
5.3.5 並行操作指令
5.3.6 重復操作指令
5.4 匯編語言程序設計實例
5.5 TMS320C54x應用程序開發實例
5.5.1 數字濾波器的DSP實現
5.5.2 快速傅裏葉變換的實現
5.5.3 QPSK的調製與解調
5.5.4 FSK調製與解調
習題
第6章 TMS320C54x C語言程序設計
6.1 C語言簡介
6.2 C54x DSP的C語言編程
6.2.1 C54x DSP支持的C語言數據類型
6.2.2 係統的初始化
6.2.3 函數的調用
6.2.4 堆棧的使用
6.2.5 寄存器的訪問
6.2.6 存儲器的訪問
6.2.7 I/O空間的訪問
6.3 TMS320C54x C語言程序開發實例
6.3.1 IIR濾波器的DSP實現
6.3.2 FIR濾波器的DSP實現
6.3.3 快速傅裏葉變換的實現
6.3.4 捲積算法的DSP實現
6.3.5 相關算法的DSP實現
6.3.6 離散餘弦變換的DSP實現
6.3.7 自適應濾波器LMS算法實現
6.4 用C語言和匯編語言混閤編程
6.4.1 獨立編寫C程序和匯編程序
6.4.2 C程序與匯編語言相互訪問數據
6.4.3 C程序中直接嵌入匯編語句
習題
第7章 MATLAB在DSP設計中的應用
7.1 MATLAB概述
7.1.1 MATLAB軟件的安裝
7.1.2 MATLAB的軟件環境
7.1.3 MATLAB的基本操作
7.2 CCSLink簡介
7.2.1 CCSLink的功能及特點
7.2.2 CCSLink的配置
7.2.3 CCSLink的組件內容
7.2.4 CCSLink的連接對象
7.2.5 CCSLink的函數
7.3 MATLAB實現DSP基本算法
7.3.1 相關算法的仿真
7.3.2 快速傅裏葉變換的仿真
7.3.3 離散餘弦變換的仿真
7.3.4 IIR濾波器的仿真
7.3.5 FIR濾波器的仿真
習題
第8章 現代DSP係統設計
8.1 DSP Builder及其設計流程
8.2 利用DSP Builder設計實例
習題
參考文獻
前言
數字信號處理(DSP)是一門涉及多門學科並廣泛應用於很多科學和工程領域的新興學科,其以數字的形式對信號進行加工處理,以便提取有用的信息並進行有效的傳輸與應用。隨著計算機技術和信息技術的飛速發展,DSP技術已經在信號處理、通信係統、控製係統等多個領域得到廣泛應用。
為瞭適應DSP技術的發展,很多高校都開設瞭與DSP技術相關的課程,但是目前關於這方麵的書大部分都是以介紹DSP技術的理論知識為主,以實踐應用介紹為主的書籍較少。本書以美國TI公司在信號處理領域廣泛應用的TMS320C54x芯片為對象編寫此書,力求將DSP的軟件和硬件基礎進行簡要介紹,重點突齣如何利用匯編語言、C語言和MATLAB語言將數字信號處理中的常用算法在DSP中實現。
本書共分8章。第1章對DSP進行概述,主要介紹DSP的定義,DSP的研究內容和實現方法,DSP芯片的特點、分類、選擇和應用等。第2章介紹TMS320C54x係列DSP的硬件結構,包括基本的硬件結構、總綫結構、中央處理器、存儲器、中斷係統以及片內外設等。第3章介紹DSP係統設計和開發的基本方法和過程,包括DSP係統的構成、設計過程、軟硬件開發流程等。第4章介紹CCS集成開發環境,包括CCS的安裝和使用方法。第5章介紹TMS320C54x匯編語言程序設計方法,包括匯編語言的尋址方式、指令係統以及利用匯編語言進行DSP程序開發的典型實例。第6章介紹TMS320C54x C語言程序設計方法,包括C語言的使用方法、利用C語言進行DSP程序開發的典型實例以及利用C語言和匯編語言進行混閤編程的方法。第7章介紹瞭MATLAB軟件在DSP設計中的應用,包括MATLAB軟件的基本使用方法、CCSLink的使用方法以及如何利用MATLAB語言實現DSP中的常見算法。第8章介紹現代DSP係統設計,以Altera公司的DSP Builder為例,介紹其設計流程和應用實例。每章後麵都提供習題以供參考和鞏固。
本書由劉偉擔任主編,第1~第5章由劉偉編寫,第6章由李瑩編寫,第7和第8章由薛玉利編寫,全書由劉偉統稿,南京大學的方元教授對本書提齣瞭許多寶貴的意見。在編寫的過程中,得到瞭上海師範大學天華學院領導和多位同事的支持和幫助,在此一並錶示衷心的感謝。
由於編者水平有限,疏漏在所難免,歡迎批評指正。
編者2017年4月
從這本書的標題來看,它應該是麵嚮高等院校的教材,這意味著它在內容的深度和廣度上應該都有一定的要求。我猜想,它不僅僅是停留在基礎的理論和應用層麵,可能還會觸及一些更深入的DSP理論,比如自適應濾波、譜估計、或者是一些現代的信號處理技術,比如小波變換等。我特彆希望它能夠清晰地解釋這些高級概念背後的數學原理,並且給齣相應的應用場景,讓我們明白這些技術是如何解決更復雜的問題的。同時,作為一本“特色教材”,我好奇它究竟有哪些獨特的教學設計或者內容側重點,是區彆於其他同類書籍的?它會不會提供一些案例研究,展示DSP技術在推動科技進步和産業發展中的關鍵作用,從而激發我們的學習興趣和科研熱情?
評分我一直認為,學習DSP技術,光有理論知識是不夠的,更重要的是要培養一種解決問題的思維方式。我期望這本書能夠在這方麵給予我啓發。它會不會提供一些通用的DSP問題分析框架,讓我們能夠係統地分析遇到的信號處理難題,並找到閤適的解決方案?我希望它能引導我們從問題的本質齣發,選擇最閤適的算法和技術,而不是生搬硬套。此外,我個人對DSP在嵌入式係統中的應用也頗感興趣,很多智能硬件的核心都離不開DSP。這本書如果能在這方麵有所涉及,比如介紹DSP在ARM、FPGA等平颱上的開發流程和注意事項,那就太棒瞭。它能否教會我們如何在有限的資源下,優化算法,提高係統的效率?
評分這本書的封麵設計倒是挺吸引人的,一股濃濃的學術風撲麵而來,讓人感覺它承載著紮實的理論基礎和前沿的技術理念。封麵的排版和字體選擇都顯得相當專業,一看就是為電子信息和電氣工程領域的學子們量身打造的。我個人一直對信號處理這塊領域很感興趣,總覺得這是現代科技背後不可或缺的“大腦”,能夠將紛繁復雜的數據轉化為有用的信息,驅動著各種智能設備的運行。這本書的副標題“高等院校電子信息與電氣學科特色教材”更是讓我對其內容充滿瞭期待,想知道它究竟是如何將DSP的精髓與實際應用巧妙地結閤在一起,為讀者提供一條清晰的學習路徑。我尤其希望它能涵蓋一些當下熱門的應用場景,比如智能語音助手、圖像識彆、甚至是未來可能廣泛應用的自動駕駛領域,能夠從中窺見DSP技術在其中的關鍵作用。
評分這本書的“應用實踐”幾個字,確實戳中瞭我的痛點。理論再怎麼好,最終還是要落地到實際應用中去。我希望這本書不是那種隻講理論、不講實踐的“空中樓閣”,而是能真正教會我們如何運用DSP技術解決實際問題。比如,書中是否會提供一些基於真實數據的案例分析,讓我們瞭解在通信、音頻、圖像等不同領域,DSP是如何發揮作用的?我尤其希望它能包含一些具體的編程實踐環節,比如使用MATLAB、Python或者特定的DSP開發闆進行仿真和實驗,這樣我纔能真正上手,將學到的知識轉化為解決工程問題的能力。如果書中還能介紹一些典型的DSP算法在實際係統中的實現細節,比如實時性要求、資源限製等方麵的考量,那將是對我最大的幫助。
評分拿到這本書之後,我翻閱瞭一下目錄,發現它對DSP技術的介紹似乎是從基礎概念講起,循序漸進地深入到各個核心模塊。我猜想,它應該會從離散信號和係統的基本理論入手,然後逐步介紹傅裏葉變換、Z變換等核心數學工具,這些都是理解DSP原理的基石。我非常期待它能詳細講解采樣定理、量化誤差等關鍵概念,因為這些直接關係到信號處理的精度和效率。另外,我個人對於數字濾波器的設計和實現特彆感興趣,比如FIR和IIR濾波器,希望這本書能提供清晰的原理講解、設計方法和實際的實現代碼示例,這樣我纔能更好地理解它們在抑製噪聲、提取有用信息方麵的作用。如果書中還能涉及一些DSP處理器架構的介紹,那就更好瞭,能幫助我們理解硬件是如何支撐這些算法的。
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