9787302197539 高速DSP原理、应用与实验教程(高等院校电子信息与电气学科特色 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李海森，李思纯，周天 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302197539

商品编码：29438029216

包装：平装

出版时间：2009-05-01

基本信息

书名：高速DSP原理、应用与实验教程(高等院校电子信息与电气学科特色教材)

定价：32.00元

作者：李海森,李思纯,周天

出版社：清华大学出版社

出版日期：2009-05-01

ISBN：9787302197539

字数：501000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

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内容提要

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美国德州仪器（TI）公司的数字信号处理器（DSP）自从20世纪80年代初问世以来，以其独特的体系结构、灵活的资源配置方式、快速实现各种数字信号处理和精密控制算法的突出优点成为全球市场占有率高的主流产品。本书以TI公司三个主推DSP系列产品之一的C2XXX定点芯片为核心，系统地论述其结构组成原理、工程应用和验证实验，并配合的思考与练习题。
　　本书适合于从事TIDSP研究和开发的电气工程和电子信息类学科等的高年级本科生或研究生，以及业界的工师和其他专业相关人员参考。

目录

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原理篇
　章 绪论
　　1.1 数字信号处理系统概述
　　1.2 数字信号处理实现技术途径
　　　1.2.1 什么是DSP
　　　1.2.2 数字信号处理的实现方法
　　1.3 DSP芯片的发展现状与趋势
　　　1.3.1 什么是DSP芯片
　　　1.3.2 DSP、DSP芯片与DSPS
　　　1.3.3 DSP芯片的产生与主要生产厂商
　　　1.3.4 DSP芯片的发展趋势
　　1.4 DSP芯片的分类
　　1.5 DSP芯片的应用
　　1.6 TMS320C2XXDSP的主要特点
　　　1.6.1 TMS320系列
　　　1.6.2 TMS320C2XX的主要特点
　　本章思考题
　第2章 C2XX硬件组成与体系结构
　　2.1 概述
　　2.2 C2XX的硬件组成
　　　2.2.1 中央处理单元（CPU）
　　　2.2.2 存储器和I／O空间
　　　2.2.3 片内外围
　　2.3 C2XX的总线结构
　　2.4 引脚和信号说明
　　　2.4.1 逻辑扫描电路
　　　2.4.2 C203和F206芯片的封装
　　　2.4.3 C203和F206信号描述
　　本章思考题
　第3章 C2XX中央处理单元与程序控制
　　3.1 概述
　　3.2 输入定标部分
　　3.3 乘法部分
　　　3.3.1 乘法器
　　　3.3.2 乘积定标移位器
　　3.4 中央算术逻辑部分
　　　3.4.1 中央算术逻辑单元（CALU）
　　　3.4.2 累加器
　　　3.4.3 输出数据定标移位器
　　3.5 辅助寄存器与状态寄存器
　　　3.5.1 ARAU和辅助寄存器功能　　
　　　3.5.2 状态寄存器ST。和ST1
　　3.6 程序地址生成与流水线
　　　3.6.1 程序计数器（PC）
　　　3.6.2 堆栈（STACK）
　　　3.6.3 微堆栈（MSTACK）
　　　3.6.4 流水线操作
　　3.7 转移、调用和返回
　　　3.7.1 无条件转移、调用及返回
　　　3.7.2 有条件转移、调用和返回
　　3.8 重复指令
　　3.9 中断与中断管理
　　　3.9.1 中断操作的三个阶段
　　　3.9.2 中断表
　　　3.9.3 可屏蔽中断
　　　3.9.4 中断标志寄存器（IFR）
　　　3.9.5 中断屏蔽寄存器（IMR）
　　　3.9.6 中断控制寄存器（ICR）
　　　3.9.7 非屏蔽中断
　　　3.9.8 中断服务程序（ISR）
　　　3.9.9 中断等待时间
　　3.10 复位操作
　　3.11 节能方式
　　本章思考题
　第4章 C2XX存储空间与I／O空间
　　4.1 概述
　　4.2 存储器和I／O空间概况
　　4.3 程序存储器
　　4.4 数据存储器
　……
　第5章 C2XX片内外设接口
　第6章 C2XX寻址试试和指令系统
应用篇
第7章 系统硬件应用
第8章 系统软件应用
第9章 定点DSP数据格式及定标技术
0章 C2XX DSP开发工具与实验平台
1章 DSP专门实验
附录 习题参考答案
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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电子系统中的信息处理：从理论到实践的飞跃 在当今信息爆炸的时代，高效、精准的信息处理能力已成为现代电子系统的核心竞争力。无论是通信、雷达、医疗影像，还是工业自动化和航空航天领域，快速而强大的信号处理技术都扮演着至关重要的角色。本书旨在深入剖析信息处理在复杂电子系统中的关键作用，并引导读者从理论基础迈向实际应用，掌握设计、实现和优化高性能信息处理系统的方法。 第一章：信息处理的基石——数字信号处理理论 本章将为读者构建坚实的数字信号处理（DSP）理论基础。我们将从离散时间信号和系统的基本概念入手，详细阐述采样定理、量化误差等数字信号转换过程中的关键环节，以及它们对最终处理结果的影响。随后，将深入探讨各种重要的信号变换，包括傅里叶变换（DFT）、离散傅里叶变换（FFT）的原理、计算方法及其在频率分析中的应用。了解傅里叶变换的深远意义，对于理解信号的频谱特性，从而设计有效的滤波和调制解调方案至关重要。 此外，本章还将介绍Z变换在分析离散时间系统稳定性、频率响应等方面的作用。通过对卷积、相关等基本运算的深入理解，读者将掌握如何描述系统对输入信号的响应。最后，我们将探讨线性时不变（LTI）系统的特性，这是理解许多信号处理算法的基础。本章的学习将为后续章节中更复杂的算法和应用打下坚实的基础。 第二章：滤波器设计与实现——塑造信号的内在品质 滤波器是信号处理中不可或缺的工具，它们能够有效地去除噪声、提取特定频率成分、平滑信号或实现其他信号增强功能。本章将带领读者深入了解各种滤波器类型及其设计原理。我们将首先介绍无限脉冲响应（IIR）滤波器和有限脉冲响应（FIR）滤波器。IIR滤波器在实现相同频率选择性时通常需要更少的阶数，但其稳定性和线性相位设计可能更具挑战性。FIR滤波器则以其稳定性好、易于实现线性相位而著称，这在许多对相位失真敏感的应用中尤为重要。 本章将详细讲解几种经典的数字滤波器设计方法，例如巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器，以及窗函数法和频率采样法等FIR滤波器设计技术。我们将分析不同设计方法的优缺点，以及它们在满足特定技术指标（如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度）方面的权衡。在理论讲解的基础上，本章还将引导读者学习如何在硬件或软件平台上实现这些滤波器，包括直接型、级联型、并联型等结构，并讨论实现过程中可能遇到的精度、速度和资源消耗等问题。 第三章：变换域处理技术——探索信号的深层结构 除了时域处理，将信号转换到其他域（如频率域、小波域）进行分析和处理，常常能揭示更深层的信息，并为解决特定问题提供更有效的途径。本章将重点介绍几种重要的变换域处理技术。 我们将首先深入探讨傅里叶变换的广泛应用。除了基本的频谱分析，我们还将介绍傅里叶变换在卷积定理的应用，这极大简化了滤波器的实现。快速傅里叶变换（FFT）作为计算DFT的高效算法，其原理和优化方法也将得到详细讲解，为实时信号处理奠定基础。 小波变换作为一种强大的时频分析工具，其原理和优势将在本章中得到充分展示。与傅里叶变换只能提供全局的频率信息不同，小波变换能够同时提供信号在时间和频率上的局部信息，这使得它在信号去噪、特征提取、图像压缩等方面具有独特优势。我们将介绍几种常用的小波基函数，并探讨小波变换在不同应用场景下的具体实现。 此外，本章还将简要介绍离散余弦变换（DCT）在图像和音频压缩领域的应用，以及其他一些具有特定应用价值的变换技术，帮助读者拓展信号处理的视野。 第四章：现代通信系统中的信号处理——连接世界的桥梁 通信系统是信息处理技术最广泛、最活跃的应用领域之一。本章将聚焦于现代通信系统中的关键信号处理技术，深入剖析它们如何实现高效、可靠的信息传输。 我们将从数字调制解调技术入手，讲解幅度调制（ASK）、频率调制（FSK）、相位调制（PSK）以及正交幅度调制（QAM）等基本原理。我们将分析这些调制方式在信息传输容量、抗噪声能力以及实现复杂度方面的差异。 自适应均衡技术是应对信道失真、提高通信质量的关键。本章将介绍均衡器的基本原理，以及自适应算法（如LMS、RLS）如何动态地跟踪信道变化，从而补偿信道引起的信号失真。 纠错编码是提高通信可靠性的重要手段。我们将介绍卷积码、BCH码、RS码等纠错码的编码原理和译码方法，并探讨它们在数据传输中的错误检测和纠正能力。 此外，本章还将涉及多径衰落、载波同步、符号定时恢复等通信系统中常见的挑战，以及相应的信号处理解决方案。通过本章的学习，读者将深刻理解信号处理技术在构建高效、可靠的通信网络中所扮演的核心角色。 第五章：雷达与声纳系统中的信号处理——洞察未知空间 雷达和声纳系统是探测、定位和识别目标的先进技术，它们高度依赖于复杂的信号处理算法来提取微弱的回波信号并从中提取有价值的信息。本章将深入探讨这些关键系统的信号处理原理。 我们将从雷达信号的基本原理开始，介绍脉冲压缩技术，它能够提高雷达的距离分辨率和探测概率。多普勒处理是雷达中用于测量目标速度的关键技术，我们将详细讲解其工作原理，以及如何利用多普勒效应区分固定目标和运动目标。 在目标检测方面，本章将介绍恒虚警（CFAR）检测技术，它能够根据背景噪声水平动态调整检测门限，从而实现稳定的目标检测。目标跟踪是雷达系统中连续跟踪运动目标的重要环节，我们将介绍卡尔曼滤波器等经典的目标跟踪算法。 对于声纳系统，我们也将探讨其特有的信号处理方法，包括声波传播特性、回声探测、目标分类等。我们将分析声纳系统在水下环境下的信号传播特点，以及如何利用信号处理技术克服海洋环境的复杂性。 本章还将介绍一些先进的信号处理技术在雷达和声纳系统中的应用，例如合成孔径雷达（SAR）成像、逆合成孔径雷达（ISAR）成像，以及信号识别等，帮助读者了解这些领域前沿的发展动态。 第六章：图像与视频信号处理——捕捉与再现视觉世界 图像和视频是信息传递和交互的重要载体。本章将聚焦于图像和视频信号处理的关键技术，探索如何获取、增强、分析和压缩视觉信息。 我们将从图像的数字表示入手，介绍图像的像素、灰度、色彩模型等基本概念。图像增强是提高图像视觉质量、揭示隐藏细节的重要手段，本章将介绍多种空域和频域的增强技术，如对比度拉伸、直方图均衡化、锐化、平滑等。 图像复原技术则旨在去除图像中的噪声、模糊或其他失真，恢复图像的原始信息。我们将探讨逆滤波、维纳滤波等经典复原方法，以及模型未知情况下的盲复原技术。 在图像分析方面，本章将介绍边缘检测、特征提取、图像分割等技术，它们是进行图像理解和目标识别的基础。我们将学习如何利用梯度算子、拉普拉斯算子等检测图像中的边缘，以及如何提取图像的局部特征（如SIFT、HOG）。 视频信号处理是图像处理的延伸，它考虑了时间和空间两个维度上的信息。本章将介绍视频的基本结构、帧间/帧内编码的概念，以及运动估计和补偿等核心技术，它们是实现视频压缩和高效传输的关键。 第七章：嵌入式DSP系统的设计与实现——将强大处理能力融入硬件 将强大的DSP算法部署到实际的电子系统中，需要深入理解嵌入式DSP系统的设计与实现。本章将引导读者了解嵌入式DSP系统的软硬件协同设计过程。 我们将介绍嵌入式DSP处理器的架构特点，如指令集、存储器访问、专用硬件加速器等，以及它们如何优化信号处理任务的执行效率。 在软件开发方面，我们将讨论DSP汇编语言和高级语言（如C/C++）在嵌入式DSP开发中的应用，以及如何利用编译器、调试器等工具进行高效的开发。 本章还将重点介绍实时操作系统（RTOS）在嵌入式DSP系统中的作用，以及如何利用RTOS实现任务调度、同步和资源管理，确保系统满足实时性要求。 针对具体的应用场景，我们将探讨硬件加速技术，如FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）在实现高性能DSP算法中的应用，以及软硬件协同设计的优化策略。 第八章：DSP在现代电子系统中的应用实例——理论指导实践 本章将通过一系列具体的应用实例，将前几章所学的理论知识与实际工程应用紧密结合，帮助读者巩固所学内容并激发创新灵感。 我们将选取几个代表性的DSP应用领域，如： 数字音频处理： 探讨数字功放、音频编码/解码（MP3、AAC）、降噪算法、虚拟环绕声等。 数字图像处理： 分析数字相机中的图像信号链、图像压缩（JPEG）、人脸识别、自动驾驶中的视觉感知等。 工业自动化： 介绍电机控制、状态监测、机器视觉检测等领域中的DSP应用。 医疗电子： 讲解心电图（ECG）信号分析、超声波成像、医学影像处理等。 生物识别： 探索指纹识别、声纹识别等领域的信号处理技术。 在每个应用实例中，我们将剖析其核心的信号处理需求，介绍所采用的关键算法和技术，并分析其在实际系统中的性能表现和设计挑战。通过这些鲜活的案例，读者将更直观地理解DSP理论的强大之处，以及如何将抽象的算法转化为解决实际问题的有力工具。 第九章：DSP技术的前沿与发展趋势——展望未来 随着科技的飞速发展，DSP技术也在不断演进，涌现出许多新的理论和应用方向。本章将对DSP技术的前沿发展进行探讨，为读者指明未来的学习和研究方向。 我们将关注深度学习与DSP的融合，探讨如何利用神经网络加速信号处理算法，以及在边缘计算设备上部署AI驱动的信号处理。 此外，我们还将介绍软件定义无线电（SDR）技术，它将传统硬件实现的通信功能转移到软件层面，极大地增强了系统的灵活性和可重构性。 异构计算在高性能计算领域日益重要，我们将探讨如何将CPU、GPU、DSP等不同类型的处理器协同工作，以实现更高效的信号处理。 最后，我们将展望DSP在人工智能、物联网、5G/6G通信、自动驾驶、智能制造等新兴领域的应用前景，以及相关的技术挑战和发展机遇。 通过对这些前沿技术和发展趋势的介绍，本书旨在激发读者对DSP领域更深入的探索，为他们在未来的技术创新和职业发展奠定基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《高速DSP原理、应用与实验教程》在我心目中占有相当重要的位置，尽管我还没来得及深入钻研每一个细节，但仅凭其结构和初步的翻阅，我就能感受到作者在内容编排上的深邃考量。首先，它并非那种浮于表面的概览式介绍，而是以一种循序渐进的方式，将复杂的DSP理论拆解成易于理解的模块，并且非常注重理论与实践的结合。这一点从“应用与实验教程”的副标题就能窥见一斑，这对于我这样一个既想夯实理论基础，又渴望获得实际操作经验的学习者来说，无疑是雪中送炭。书中的例子选择也相当有代表性，涵盖了从基础的信号处理算法到一些更具挑战性的高级应用，这为我后续的学习和项目实践提供了清晰的路线图。更重要的是，它似乎能够激发我主动去探索和思考，而不是被动地接受信息。我尤其期待书中关于实际工程中遇到的常见问题的探讨，以及如何利用DSP芯片解决这些问题的具体方法。总的来说，这本书给我的第一印象是严谨、系统且极具指导性，它让我看到了通往DSP领域的清晰路径，并充满了学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，《高速DSP原理、应用与实验教程》这本书的视角非常独特。它不仅仅是讲解DSP的“是什么”，更侧重于“为什么”和“如何做”。在阅读的过程中，我时常被书中对某些原理的深入剖析所打动，例如对FFT算法的多种实现方式及其优劣的对比，以及不同调制解调技术的原理和在实际系统中的权衡。作者的表述方式非常清晰，即便是一些在其他教材中可能显得晦涩难懂的概念，在这里也变得生动易懂。我特别欣赏书中关于实时信号处理的章节，这部分内容对于理解DSP在通信、音频、视频等领域的应用至关重要，也让我对如何设计高效的DSP系统有了更深刻的认识。此外，书中提供的实验指导也相当详尽，不仅仅是简单的“照着做”，而是引导读者去理解每个实验步骤背后的原理，以及如何根据实验结果调整参数和优化设计。这种“寓教于乐”的学习方式，极大地提升了我的学习兴趣和效率。这本书让我觉得，学习DSP不再是枯燥的理论堆砌，而是一场充满探索和创造的旅程。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《高速DSP原理、应用与实验教程》这本书的价值远超乎我的预期。它不仅是一本教材，更像是一位良师益友。在阅读过程中，我常常能感受到作者对DSP领域的热情和深入理解，这种热情也深深地感染了我。书中对一些前沿技术的介绍，例如在某些章节提到的关于高速信号采样和处理的最新进展，虽然我目前还无法完全消化，但这无疑为我打开了一扇新的窗口，让我对DSP的未来发展有了更广阔的视野。而且，这本书在内容编排上充分考虑到了读者的学习曲线，循序渐进，由浅入深，让我能够自信地逐步攻克每一个知识点。我特别看重书中关于“实际应用”的论述，它不仅仅是罗列一些应用场景，而是深入分析了在这些应用中，DSP所扮演的关键角色，以及如何根据具体需求进行系统设计和优化。这对于我培养工程思维和实际解决问题的能力非常有帮助。总之，这本书是一部值得反复研读的精品，它不仅教授了知识，更点燃了我对DSP研究的热情。

评分☆☆☆☆☆

对于我来说，一本好的技术书籍，不仅要有扎实的理论基础，更要有贴合实际的案例分析。《高速DSP原理、应用与实验教程》在这方面做得非常出色。它没有回避DSP在实际工程中会遇到的各种挑战，例如硬件资源的限制、算法的复杂度以及实时性要求等，并且提供了富有建设性的解决方案。我特别喜欢书中关于滤波器设计的部分，它不仅介绍了各种经典滤波器（如Butterworth、Chebyshev等）的数学原理，还详细阐述了如何在DSP平台上高效实现这些滤波器，以及如何根据具体的应用场景选择最合适的滤波器类型。这对于我将来在通信系统或嵌入式设备中进行信号滤波设计具有极高的参考价值。同时，书中对一些典型的DSP应用场景进行了深入的剖析，比如软件无线电、语音编码、图像处理等，这些案例让我能够更好地将所学的DSP知识与实际工程问题联系起来，从而加深理解。这本书就像一位经验丰富的工程师，手把手地指导你如何在复杂多变的工程实践中运用DSP技术。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习DSP的关键在于理解其核心思想和核心算法。《高速DSP原理、应用与实验教程》恰恰抓住了这一点。它没有过多地纠缠于繁琐的数学证明，而是将重点放在了对核心概念的直观理解上，例如卷积、相关、傅里叶变换等。通过丰富的图示和生动的比喻，作者将这些抽象的概念具象化，让我能够轻松地把握其本质。我尤其欣赏书中对FFT算法的讲解，它不仅仅介绍了算法本身，还详细阐述了其在信号分析、系统识别等方面的应用，并且提供了相应的实验代码，让我在实践中验证算法的有效性。这本书的实验部分也做得非常到位，它提供了从硬件平台搭建到软件编程的完整指导，让即使是初学者也能快速上手，并体验到DSP开发的乐趣。通过这些实验，我不仅巩固了理论知识，更培养了独立解决问题的能力。这本书让我觉得，学习DSP不再是一件遥不可及的事情，而是一个可以通过系统学习和实践来掌握的技能。