数字信号处理器：体系结构、实现与应用——国外经典教材 电子信息 郭森楙,颜允圣 ,贾洪峰 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭森楙，颜允圣，贾洪峰 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302109853

商品编码：29300843974

包装：平装

出版时间：2005-06-01

基本信息

书名：数字信号处理器：体系结构、实现与应用——国外经典教材 电子信息

定价：59.00元

作者：郭森楙,颜允圣 ,贾洪峰

出版社：清华大学出版社

出版日期：2005-06-01

ISBN：9787302109853

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.740kg

编辑推荐

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本书特色：
·介绍了MATLAB和Simulink在设计中的应用——用于DSP算法的设计，分析和实现；
·Code poser studio的使用——用于实验、工程和应用中的TMS320C54x和TMS320C55x；
·强调了C语言、汇编语言混合编程；
·在实际练习中采用两步方法——首先介绍软件工程，并指导读者逐步设计，仿真和验证，然后以浮点和定点格式开发程序；
·MATLAB与DSP相关工具箱应用的快速指南。

内容提要

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本书分为3个主要部分：体系结构、实现和应用，旨在帮助读者理解DSP处理器的体系结构和编程、实时DSP系统与实际应用程序的设计，如何利用定点和浮点处理器实现DSP算法等。所介绍的处于是器包括：TMS320C2000，TMS320C54x，TMS320C55x，TMS320C62x，TMS320C64x，TMS320C3x和TMS320C67x。
本书可作为高年级相关专业本科生的教材。由于本书强调DSP实现、实验和应用，所以也可以作为参考书，供那些希望学习DSP概念以及在工作中开发实时DSP应用的工程人员使用。
在开始学习本书之前，读者应基本掌握信号与系统、C语言和汇编语言等知识。

目录

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章 数字信号处理系统导论
1.1 数字信号处理简介
1.2 数字信号处理系统与应用
1.2.1 数字信号处理系统
1.2.2 TMS320系列
1.2.3 数字信号处理应用
1.3 数字信号处理器体系结构
1.3.1 引言
1.3.2 中央处理单元运算
1.3.3 存储器配置
1.3.4 外围设备与输入／输出
1.4 软件开发
1.4.1 指令集
1.4.2 汇编程序
1.4.3 C程序
1.4.4 C语言与汇编语言的混合编码
1.4.5 软件开发工具
1.5 硬件问题
1.5.1 硬件选择
1.5.2 硬件配置
1.5.3 硬件工具
1.6 系统考虑事项
1.6.1 数字信号处理器的选择
1.6.2 采样与量化
1.6.3 数模转换
1.6.4 编码译码器
1.6.5 速度优化
1.7 实验
1.7.1 使用汇编器和链接器.命令文件
1.7.2 创建一个项目
1.7.3 连编项目
1.7.4 调试程序
1.7.5 查看存储器和图形
1.7.6 使用断点和配置器
习题
参考文献
第2章 数字信号处理基础
2.1 数字信号与操作
2.1.1 基本信号
2.1.2 基本运算
2.2 变换
2.2.1 定义
2.2.2 z变换的性质
2.3 数字系统
2.3.1 线性时不变系统
2.3.2 有限长单位冲激响应滤波器
2.3.3 无限长单位冲激响应滤波器
2.4 频率分析
2.4.1 离散时问傅里叶变换
2.4.2 离散傅里叶变换
2.4.3 离散傅里叶变换的性质
2.4.4 快速傅里叶变换
2.5 信号处理
2.5.1 数字信号
2.5.2 时域处理
2.6 实验
2.6.1 简单的无限长单位冲激响应滤波器
2.6.2 软件开发
2.6.3 信号处理工具
2.6.4 使用Code Composer Studio
测试C程序
习题
参考文献
第3章 实现的考虑因素
3.1 引言
3.2 数据表示与运算
3.2.1 定点数与运算
3.2.2 浮点运算
3.2.3 定点格式与浮点格式对比
3.3 有限字长效应
3.3.1 输入量化
3.3.2 系数量化
3.3.3 溢出与解决方法
3.3.4 舍入与舍位
3.4 编程问题
3.4.1 寻址模式
3.4.2 流水线概念
3.4.3 指令高速缓存
3.4.4 硬件与软件中断
3.5 实时实现的考虑因素
3.5.1 信号转换器
3.5.2 流处理
3.5.3 块处理
3.5.4 矢量处理
3.5.5 基准测试
3.6 硬件接口
3.6.1 外部存储器接口
3.6.2 计时器和主时钟
3.6.3 串行端口连接
3.6.4 直接存储器存取控制器
3.6.5 并行端口连接
3.6.6 主机端口连接
3.6.7 多处理技术
3.6.8 电源调节器
3.6.9 仿真器互连标准
3.7 实验
3.7.1 利用MATLAB的实验
3.7.2 采用定点C的实验
3.7.3 采用C5000 CCS的实验
习题
参考文献
第4章 定点数字信号处理器
4.1 引言
4.1.1 源语句格式
4.1.2 汇编命令
4.1.3 软件开发过程
4.2 TMS320C2000
4.2.1 体系结构概述
4.2.2 中央处理器
4.2.3 程序控制
4.2.4 编程问题
4.2.5 系统问题
4.2.6 一个应用：锁相环
4.3 TMS320C54x
4.3.1 体系结构概述
4.3.2 寻址模式
4.3.3 指令集
4.3.4 编程考虑因素
4.3.5 系统问题
4.4 TMS320C55x
4.4.1 体系结构概述
4.4.2 中央处理器
4.4.3 寻址模式
4.4.4 指令集
4.4.5 编程考虑因素
4.4.6 C程序的优化
4.4.7 系统问题
4.5 TMS320C62x与TMS32064x
4.5.1 体系结构概述
4.5.2 存储器系统
4.5.3 外部存储器寻址
4.5.4 指令集
4.5.5 编程考虑因素
4.5.6 系统问题
4.6 实验
4.6.1 表示不同的Q格式
4.6.2 系数量化
4.6.3 溢出处理
4.6.4 缩放和饱和模式
4.6.5 舍入
4.6.6 提取保护位
4.6.7 一个乘法特例
习题
参考文献
第5章 浮点数字信号处理器
……
第6章 有限长单位冲激响应滤波
第7章无限长单位冲激响应滤波
第8章 快速傅里叶变换
第9章 自适应滤波
部分习题答案
附录A MATLAB与Simul ink简介
附录B 附加实验与应用
附录C 数字信号处理器的外围设备编程
附录D 有用的站点

作者介绍

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郭森楙(Sen M. Kuo)，1976年于国立台湾师范大学获得学士学位，分别于1983年、1985年在新墨西哥大学获得硕士学位与博士学位。现为美国北伊利诺斯大学电气工程系教授。1993年曾在德州仪器公司工作。作为作者出版了4本专著他已经申请了7项美国，并发表了150多篇技术

文摘

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序言

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信号的奥秘与处理的艺术：深入探索数字信号处理的理论与实践 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被海量的数据所包围，而这些数据，无论是声音、图像、视频，还是通信信号，本质上都是数字信号。如何有效地捕捉、理解、转换和利用这些信号，成为了现代科学技术发展的重要驱动力。数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）正是这样一门集数学、计算机科学与工程技术于一体的交叉学科，它为我们揭示了信号的内在规律，并提供了强大的工具去驾驭和塑造它们。 本书并非聚焦于某一特定领域或某本教材的逐字逐句复述，而是旨在为读者构建一个全面、深入且富有启发性的数字信号处理知识体系。我们将从最基础的信号概念出发，逐步攀升至复杂的信号处理算法和系统设计，并探讨其在现实世界中的广泛应用。本书的内容将涵盖数字信号处理的理论基石、核心算法的精妙设计、系统实现的具体考量，以及这些技术如何在各个前沿领域发挥关键作用。 第一部分：数字信号的基石——理论与数学的严谨构建 要理解数字信号的处理，首先需要扎实的数学功底。本书将首先回顾并深入讲解数字信号处理中至关重要的数学工具。我们将从离散时间信号和系统的基本概念入手，理解信号的离散化过程，以及它们在时域和频域的表示。傅里叶变换，作为揭示信号频率成分的“透视镜”，其离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）将是我们探讨的核心。这些变换不仅是理解信号频谱特性的基础，更是实现许多高效算法的关键。 我们还会深入研究线性时不变（LTI）系统，这是数字信号处理中最基本也最重要的模型。了解系统的频率响应、相位响应以及零极点分析，对于预测和设计系统的行为至关重要。卷积定理将是我们理解系统如何处理信号的基石。此外，Z变换作为傅里叶变换在离散时间系统分析中的推广，将帮助我们理解系统的稳定性、因果性以及设计滤波器。 本书将特别强调信号的采样与量化过程。理解奈奎斯特采样定理，对于避免混叠现象，保证信号的真实还原至关重要。同时，量化误差是数字信号处理中不可避免的因素，我们将分析其对信号质量的影响，并探讨如何通过选择合适的量化位数和技术来减小误差。 第二部分：数字信号处理的核心——算法的巧妙设计与实现 掌握了理论基础，我们就进入了数字信号处理的核心——算法的设计与实现。本书将详细介绍各类经典的数字信号处理算法，并解析其背后的设计思想和数学原理。 数字滤波器设计是数字信号处理中最具代表性的应用之一。我们将深入探讨有限冲激响应（FIR）滤波器和无限冲激响应（IIR）滤波器。对于FIR滤波器，我们将介绍窗函数法、频率采样法以及最优逼近法（如Parks-McClellan算法），讲解如何根据给定的频率响应要求设计出满足性能指标的滤波器。对于IIR滤波器，我们将重点关注双线性变换法、脉冲不变法等从模拟滤波器设计到数字滤波器的转换方法，并分析其稳定性问题。 谱分析技术是理解信号频率特性的重要手段。除了DFT和FFT，我们还将介绍更先进的谱估计方法，如周期图法、Welch法、以及现代谱估计方法（如AR模型、ARMA模型等），这些方法在噪声环境下能够提供更精确的频谱信息。 自适应信号处理是数字信号处理领域的一个重要分支，它允许滤波器或系统根据输入信号的变化自动调整其参数，以达到最佳的性能。我们将深入研究最小均方（LMS）算法和递归最小均方（RLS）算法，并探讨它们在噪声消除、信号均衡、目标跟踪等方面的应用。 多速率信号处理则关注在不同采样率之间进行信号转换，这在通信系统、语音处理和图像处理等领域至关重要。本书将介绍抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的概念，以及如何设计高效的多速率滤波器。 第三部分：数字信号处理的应用——赋能现代科技的蓬勃发展 数字信号处理技术并非停留在理论层面，它已经深深地渗透到我们现代生活的方方面面，驱动着科技的创新和进步。本书将通过一系列生动的案例，展现数字信号处理在各个领域的广泛应用。 通信系统是数字信号处理技术最活跃的应用领域之一。从移动通信（如4G、5G）的信道编码、调制解调，到无线传感器网络的信号传输，数字信号处理技术保证了信息的高效、可靠传输。数字滤波技术用于信号的滤波和去噪，而FFT则用于OFDM等关键技术。 音频与语音处理是与我们日常生活息息相关的领域。语音识别、语音合成、音频压缩（如MP3）、回声消除、降噪等技术，都离不开数字信号处理的支撑。本书将探讨如何利用傅里叶变换、滤波器和机器学习算法来分析和处理音频信号。 图像与视频处理则为我们带来了丰富多彩的视觉体验。图像增强、图像复原、边缘检测、特征提取、图像压缩（如JPEG、MPEG）等技术，都在数字信号处理的框架下得以实现。我们将介绍小波变换在图像去噪和压缩方面的优势，以及卷积在图像特征提取中的作用。 生物医学工程是数字信号处理技术发挥重要作用的另一个领域。心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物信号的采集与分析，医学影像（如CT、MRI）的重建与处理，都依赖于精密的数字信号处理算法。 控制系统中，数字控制器利用数字信号处理技术来调节系统的动态行为，实现精确控制和优化。 此外，雷达、声纳、地震勘探、金融数据分析等众多领域，都广泛地应用了数字信号处理的技术。本书将通过这些具体的应用场景，帮助读者理解理论知识如何转化为实际的解决方案，并激发读者在这些领域进行深入探索的兴趣。 本书的独特价值 本书旨在提供一个更加全面、系统且具有前瞻性的视角，帮助读者建立起坚实的理论基础，掌握核心算法的设计与实现技巧，并深刻理解数字信号处理在现代科技中的重要作用。我们不仅仅是罗列知识点，更注重阐述知识点之间的联系，以及它们如何共同构建起数字信号处理的宏大图景。 我们鼓励读者将本书作为探索数字信号处理世界的起点，通过深入的学习和实践，掌握这门强大的技术，为解决现实世界中的挑战贡献自己的力量。这门学科的魅力在于其普适性与创造性，无论您是学生、研究人员，还是工程师，本书都将为您提供一把解锁信号奥秘、驾驭信息洪流的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

细节的抠磨与工程的智慧 这本书最大的魅力在于它对细节的极致追求。我常常被书中对于某个具体指令的解释，或者对某个硬件模块工作原理的细致描绘所吸引。作者们并没有回避那些可能让初学者感到枯燥的技术细节，反而将它们作为理解整个体系的关键。例如，关于乘加单元（MAC）的工作流程，书中就给出了详尽的时序图和逻辑示意，让我能够清晰地理解每一个时钟周期内发生了什么。再比如，在讨论浮点运算时，书中不仅讲解了IEEE 754标准，还进一步分析了不同DSP处理器在实现中的差异和优化策略。这种严谨的态度，不仅培养了我一丝不苟的学习习惯，更让我体会到工程实现中的智慧。书中的许多例子都来源于实际的工程项目，让我看到理论知识如何在现实世界中解决具体问题，这对于我提升工程实践能力非常有帮助。我甚至开始在阅读时，不自觉地拿书中的算法和实现方式与我接触过的其他系统进行对比，这让我学到了很多处理实际问题时才可能遇到的“坑”和“窍门”。

评分☆☆☆☆☆

循序渐进的学习体验 作为一本经典教材，这本书的结构设计非常合理，让我能够循序渐进地掌握DSP的知识。开篇的理论基础部分，为我打下了坚实的数学和信号处理功底，让我能够更好地理解后续的硬件架构和算法实现。随后，书中对不同DSP处理器家族的介绍，让我看到了不同设计理念和技术路线的演变，这对于理解行业发展趋势非常有益。而算法实现部分，更是将理论与实践紧密结合，通过具体的代码示例和性能分析，让我能够亲手体验DSP程序的编写和优化过程。我特别喜欢书中提供的丰富练习题，它们不仅巩固了课堂上的知识，也引导我思考更深层次的问题。这本书的语言风格清晰流畅，虽然内容艰深，但读起来并不晦涩难懂，这得益于作者们对教学的深刻理解和精湛的表达能力。每一次阅读，我都能在字里行间感受到他们对DSP事业的热爱和对知识传播的认真态度，这极大地增强了我学习的动力和信心。

评分☆☆☆☆☆

理论的深度与应用的广度 这本书为我打开了一个全新的视角，让我认识到DSP在现代科技中的核心地位。我过去可能只零散地接触过一些DSP的应用，但通过这本书，我才真正理解了它们背后强大的理论支撑。从通信系统中的信号滤波和调制解调，到音频和图像处理中的复杂算法，再到控制系统中的实时运算，DSP无处不在。书中对于各种经典DSP算法的推导和分析，清晰明了，逻辑严谨，让我对FFT、FIR、IIR等算法有了更深刻的理解。更重要的是，书中的应用案例展示了这些算法如何在真实场景中发挥作用，例如在智能手机的降噪功能、高清电视的图像增强、以及自动驾驶汽车的传感器数据处理等方面。这种理论与实践的完美结合，让我看到了DSP技术的无限可能性，也激发了我对未来科技发展的浓厚兴趣。我开始思考，除了书中提到的领域，DSP还能在哪些新兴领域带来突破性的进展。

评分☆☆☆☆☆

跨越时空的经典之作 阅读这本书，我仿佛穿越了时空，与那些开创性的DSP先驱们进行了一次思想的对话。这本书的价值不仅仅在于它传授的技术知识，更在于它所蕴含的严谨的科学精神和解决问题的思维方式。即使在今天，书中的许多核心思想和设计理念仍然具有极高的参考价值。我注意到，虽然某些硬件技术已经更新换代，但书中所讲解的信号处理理论和算法架构仍然是理解新一代DSP处理器的基石。作者们在叙述时，总是能将复杂的概念梳理得井井有条，让读者在轻松阅读的同时，能够逐步建立起扎实的知识体系。我特别欣赏书中那种不厌其烦的讲解方式，对于一些关键概念，往往会从不同的角度进行阐释，直到读者完全理解为止。这让我觉得，这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种科学探究的能力，一种独立思考的精神，这对于任何一个从事技术工作的人来说，都弥足珍贵。

评分☆☆☆☆☆

开篇的震撼与后续的探索 翻开这本书，我立刻被其深厚的学术底蕴所折服。作者们并非简单地罗列概念，而是以一种史诗般的叙事，将数字信号处理（DSP）这一复杂而迷人的领域展现在读者面前。从最初的理论基础，到精妙的硬件架构设计，再到实际应用中的巧妙落地，每一个环节都经过了精雕细琢。我尤其对书中对各种DSP芯片家族的深入剖析印象深刻，那些密密麻麻的寄存器、指令集和流水线结构，在作者的笔下变得鲜活起来，仿佛一幅幅壮丽的技术画卷在我眼前徐徐展开。书中对于不同架构在性能、功耗和成本上的权衡分析，更是让我醍醐灌顶，让我开始重新审视自己过去对DSP的理解。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，引导我一步步深入DSP的核心，去理解它为何如此强大，又为何能够驱动现代电子世界的无数创新。我迫不及待地想将书中的理论知识与我正在进行的项目相结合，看看能否激发出新的灵感和解决方案。