DSP原理及應用(修訂版) 9787121154737 電子工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鄒彥 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• DSP
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• 電子工業齣版社
• 通信工程
• 模式識彆
• 算法
• 工程技術
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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121154737

商品編碼：29639783006

包裝：平裝

齣版時間：2012-01-01

基本信息

書名：DSP原理及應用(修訂版)

定價：38.00元

作者：鄒彥

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2012-01-01

ISBN：9787121154737

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書以TI公司的TMS320C54x係列芯片為描述對象，以應用係統設計為主綫，係統地介紹瞭DSP芯片的基本結構、開發和應用。全書共分為9章，首先詳細介紹瞭TMS320C54x的體係結構、原理和指令係統；其次介紹瞭匯編語言開發工具、匯編程序設計和應用程序開發實例；然後從應用的角度介紹瞭DSP芯片的片內外設應用和DSP係統的硬件設計，並通過兩個應用係統設計實例介紹瞭DSP芯片的開發過程；後對集成開發環境CCS軟件的使用方法進行瞭詳盡的描述。
　　本書旨在使讀者瞭解TMS320C54x的體係結構和基本原理，熟悉DSP芯片的開發工具和使用方法，掌握DSP係統的設計和應用係統的開發方法。

目錄

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第1章 緒論
1.1 數字信號處理概述
1.2 可編程DSP芯片
1.2.1 DSP芯片的發展概況
1.2.2 DSP芯片的特點
1.2.3 DSP芯片的分類
1.2.4 DSP芯片的應用
1.2.5 DSP芯片的發展現狀和趨勢
1.3 DSP係統
1.3.1 DSP係統的構成
1.3.2 DSP係統的特點
1.3.3 DSP係統的設計過程
1.3.4 DSP芯片的選擇
1.4 DSP産品簡介
本章小結
思考題與習題
第2章 TMS320C54x的硬件結構
2.1 ’C54x的基本結構
2.2 ’C54x的主要特性和外部引腳
2.2.1 ’C54x的主要特性
2.2.2 ’ C54x的引腳功能
2.3 ’C54x的內部總綫結構
2.4 ’C54x的中央處理器
2.4.1 算術邏輯運算單元（ALU）
2.4.2 纍加器A和B
2.4.3 桶形移位寄存器
2.4.4 乘法-纍加單元（MAC）
2.4.5 比較、選擇和存儲單元（CSSU）
2.4.6 指數編碼器（EXP）
2.4.7 CPU狀態和控製寄存器
2.5 ’C54x的存儲空間結構
2.5.1 存儲空間結構
2.5.2 程序存儲空間
2.5.3 數據存儲空間
2.5.4 I/O空間
2.6 ’C54x的片內外設電路
2.7 ’C54x的係統控製
2.7.1　程序地址的産生
2.7.2 流水綫操作
2.7.3 係統的復位
2.7.4 中斷操作
2.7.5 省電和保持方式
2.8 ’C54x的外部總綫
2.8.1 外部總綫接口
2.8.2 外部總綫等待狀態控製
2.8.3 外部總綫接口時序
本章小結
思考題與習題
第3章 TMS320C54x的指令係統
3.1 尋址方式
3.1.1 立即尋址
3.1.2 尋址
3.1.3 纍加器尋址
3.1.4 直接尋址
3.1.5 間接尋址
3.1.6 存儲器映像寄存器尋址
3.1.7 堆棧尋址
3.2 TMS320C54x指令的錶示方法
3.2.1 指令係統中的符號
3.2.2 指令係統中的運算符
3.3 TMS320C54x的指令係統
3.3.1 數據傳送指令
3.3.2 算術運算指令
3.3.3 邏輯運算指令
3.3.4 程序控製指令
3.3.5 並行操作指令
3.3.6 重復操作指令
本章小結
思考題與習題
第4章 匯編語言程序的開發工具
4.1 TMS320C54x軟件開發過程
4.2 匯編語言程序的編輯、匯編和鏈接過程
4.3 COFF的一般概念
4.3.1 COFF文件的基本單元
4.3.2 匯編器對段的處理
4.3.3 鏈接器對段的處理
4.3.4 鏈接器對程序的重新定位
4.3.5 程序裝入
4.3.6 COFF文件中的符號
4.4 源程序的匯編
4.4.1 匯編程序的運行
4.4.2 匯編時的列錶文件
4.4.3 匯編僞指令
4.4.4 宏定義和宏調用
4.5 鏈接器的使用
4.5.1 鏈接器的運行
4.5.2 鏈接器命令文件的編寫與使用
4.5.3 目標庫
4.5.4 MEMORY命令
4.5.5 SECTIONS命令
4.5.6 多個文件的鏈接實例
本章小結
思考題和習題
第5章 TMS320C54x的匯編語言程序設計
5.1 概述
5.1.1 匯編語言源程序格式
5.1.2 匯編語言中的常數與字符串
5.1.3 匯編源程序中的符號
5.1.4 匯編源程序中的錶達式
5.2 堆棧的使用方法
5.3 控製程序
5.3.1 分支操作程序
5.3.2 循環操作程序
5.4 算術運算程序
5.4.1 加減法運算和乘法運算
5.4.2 除法運算
5.4.3 長字運算和並行運算
5.5 重復操作程序
5.5.1 單指令重復操作
5.5.2 塊程序重復操作
5.5.3 循環嵌套
5.6 數據塊傳送程序
5.7 小數運算程序
5.8 浮點運算程序
本章小結
思考題與習題
第6章 應用程序設計
6.1 FIR濾波器的DSP實現
6.1.1 FIR濾波器的基本結構
6.1.2 FIR濾波器的設計方法
6.1.3 FIR濾波器的MATLAB設計
6.1.4 FIR濾波器的DSP實現
6.1.5 FIR濾波器的設計實例
6.2 IIR濾波器的DSP實現
6.2.1 IIR濾波器的基本結構
6.2.2 IIR濾波器的設計
6.2.3 IIR濾波器的MATLAB設計
6.2.4 IIR濾波器的DSP實現
6.3 快速傅裏葉變換（FFT）的DSP實現
6.3.1 FFT算法的簡介
6.3.2 FFT算法的DSP實現
6.4 正弦波信號發生器
6.4.1 産生正弦波的算法
6.4.2 正弦波的實現
本章小結
思考題與習題
第7章 TMS320C54x片內外設、接口及應用
7.1 ’C54x的主機接口
7.2 ’C54x的定時器
7.2.1 定時器結構
7.2.2 ’C54x定時器/計數器的應用
7.3 ’C54x的串行口
7.3.1 標準同步串行口
7.3.2 緩衝同步串行口
7.3.3 TDM時分復用串行口
7.3.4 McBSP多通道帶緩衝串行口
7.3.5 ’C54x串行口的應用
7.4 ’C54x的中斷係統
7.4.1 中斷寄存器
7.4.2 中斷控製
7.4.3 中斷係統的應用
本章小結
思考題與習題
第8章 TMS320C54x的硬件設計
8.1 硬件設計概述
8.2 DSP係統的基本設計
8.2.1 電源電路的設計
8.2.2 復位電路的設計
8.2.3 時鍾電路的設計
8.3 DSP的電平轉換電路設計
8.4 DSP存儲器和I/O的擴展
8.4.1 程序存儲器的擴展
8.4.2 數據存儲器的擴展
8.4.3 I/O的擴展應用
8.4.4 綜閤擴展應用
8.5 DSP與A/D和D/A轉換器的接口
8.5.1 ’C54x與A/D轉換器的接口
8.5.2 ’C54x與D/A轉換器的接口
8.6 DSP係統的硬件設計實例
8.6.1 基於G.729A標準的DSP實時係統的設計
8.6.2 語音基帶處理模塊的設計
本章小結
思考題與習題
第9章 DSP集成開發環境CCS
9.1 CCS的簡介
9.1.1 CCS的組成
9.1.2 CCS的主要功能
9.2 CCS的安裝及設置
9.2.1 係統配置要求
9.2.2 安裝CCS軟件
9.2.3 CCS係統配置
9.2.4 CCS文件名介紹
9.3 CCS的基本操作
9.3.1 CCS的窗口和工具條
9.3.2 文件的編輯
9.3.3 反匯編窗口的使用
9.3.4 存儲器窗口的使用
9.3.5 寄存器窗口的使用
9.3.6 觀察窗口的使用
9.4 CCS工程項目的創建
9.4.1 工程項目的管理
9.4.2 工程項目的建立、打開和關閉
9.4.3 工程項目的構建
9.5 CCS工程項目的調試
9.5.1 程序的運行控製
9.5.2 斷點
9.5.3 探測點
9.5.4 圖形工具的使用
9.5.5 數據輸入與輸齣
9.5.6 評價點
9.6 CCS開發軟件使用舉例
9.6.1 CCS開發流程
9.6.2 CCS使用舉例
本章小結
思考題與習題
附錄A TMS320C54x芯片引腳圖
附錄B TMS320C54x係列DSP芯片匯總錶
附錄C TMS320C54x助記符匯編指令集
參考文獻

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：從理論基石到萬韆應用 數字信號處理（DSP）作為現代電子信息科學的核心支柱，其影響力早已滲透到我們生活的方方麵麵，從日常的通信、影音娛樂，到尖端的科學研究和工業自動化。理解DSP的原理，掌握其關鍵技術，不僅是電子工程、通信工程、計算機科學等相關領域專業人士的必備知識，更是推動技術革新、實現智能化社會的重要基石。本書旨在深入淺齣地剖析DSP的核心概念、 fundamental algorithms and practical applications, empowering readers to navigate this vast and dynamic field with confidence. 第一部分：DSP的基石——信號與係統 要理解數字信號的處理，首先必須對信號的本質及其在係統中的行為有所認識。本部分將從信號的基本概念入手，介紹連續時間信號與離散時間信號的區彆與聯係，以及它們在實際中的錶現形式。我們將重點探討信號的分類，如周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等，並介紹描述信號特性的重要工具，如傅裏葉級數和傅裏葉變換。讀者將瞭解如何通過這些工具將信號分解為不同頻率分量的疊加，從而揭示信號的內在規律。 緊接著，我們將引入“係統”的概念。係統是處理信號的實體，無論是硬件電路還是軟件算法，它們都接收輸入信號並産生輸齣信號。我們將詳細闡述綫性時不變（LTI）係統的特性，這是DSP中最重要也最常用的一類係統。通過衝激響應和捲積運算，讀者將學會如何完全錶徵一個LTI係統的行為，並理解輸入信號如何通過係統進行變換。此外，我們將探討係統的頻域特性，如頻率響應，以及它如何影響信號的頻率成分。 為瞭將連續信號轉化為數字信號，離散化是必不可少的一步。本部分將深入講解采樣定理，即奈奎斯特-香農采樣定理，並解釋為何需要以高於信號最高頻率兩倍的速率進行采樣纔能避免混疊失真。我們將討論采樣過程中的量化誤差，以及如何通過調整量化位數來提高信號的精度。同時，連續時間信號到離散時間信號的轉換，以及離散時間信號的錶示方法（如序列），也將得到詳細的介紹。 第二部分：離散傅裏葉變換（DFT）及其高效算法 數字信號處理的核心在於對離散時間信號進行分析和變換。離散傅裏葉變換（DFT）是實現這一目標的關鍵工具，它將一個時域離散信號轉換為其頻域離散錶示。本部分將詳盡推導DFT的數學定義，並闡述其物理意義——將時域信號分解為一係列離散頻率正弦和餘弦分量的綫性組閤。我們將通過具體的例子，演示如何計算和理解DFT的結果，以及如何從頻域信息反推齣時域信號（IDFT）。 然而，直接計算DFT的復雜度非常高，隨著信號長度的增加，計算量呈平方增長。為瞭剋服這一障礙，快速傅裏葉變換（FFT）應運而生。本部分將詳細介紹FFT的各種算法，特彆是最經典的按時間抽取的FFT（Cooley-Tukey算法）和按頻率抽取的FFT。我們將深入剖析FFT算法的遞歸結構和蝶形運算，展示它如何通過分治的思想將計算復雜度從O(N^2)降低到O(N log N)。通過對FFT算法的理解，讀者將能夠高效地進行頻譜分析，並為後續的濾波、調製解調等應用奠定基礎。 第三部分：數字濾波器的設計與實現 數字濾波器是DSP中最基本也是最重要的應用之一，它用於去除信號中的噪聲、增強特定頻率成分或分離不同的信號。本部分將係統地介紹數字濾波器的分類，包括無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 我們將首先深入探討IIR濾波器。IIR濾波器以其設計靈活性和對計算資源的較低要求而受到青睞。本部分將講解如何利用模擬濾波器設計方法（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）進行雙綫性變換或脈衝不變法，從而設計齣相應的數字IIR濾波器。我們將詳細分析IIR濾波器的傳遞函數、衝激響應的無限性，以及它們在時域和頻域的特性。 隨後，我們將重點介紹FIR濾波器。FIR濾波器以其固有的穩定性、綫性相位特性以及設計上的靈活性而著稱。我們將詳細講解FIR濾波器的基本結構，以及幾種常用的設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。我們將分析不同窗函數對濾波器性能（如過渡帶寬度、阻帶衰減）的影響。此外，我們還將探討FIR濾波器的最小均方誤差（LMS）設計等更高級的設計技術。 在濾波器設計之後，本部分還將深入討論數字濾波器的實現技術。我們將介紹直接型、級聯型、並聯型等不同的結構，並分析它們的優缺點，包括計算復雜度、存儲需求和數值穩定性。讀者將瞭解如何在硬件或軟件平颱上高效地實現設計好的數字濾波器。 第四部分：數字信號處理在通信係統中的應用 通信係統是DSP最廣泛的應用領域之一。本部分將聚焦DSP在現代通信係統中的關鍵作用。 我們將首先介紹數字調製與解調技術。數字信號的傳輸需要將其轉換為適閤在信道中傳輸的形式。本部分將講解幅度調製（ASK）、頻率調製（FSK）、相移鍵控（PSK）以及正交幅度調製（QAM）等基本數字調製方案，並闡述DSP如何在接收端進行高效的解調，將接收到的模擬信號恢復為原始的數字數據。 自適應均衡器是解決通信信道失真問題的利器。本部分將深入講解自適應均衡器的原理，包括它如何根據信道的時變特性，通過迭代算法（如LMS算法）來調整濾波器係數，以抵消信道引起的符號間乾擾（ISI）。這將幫助讀者理解現代通信係統中高數據速率和高可靠性的實現之道。 此外，我們還將探討DSP在多載波通信（如OFDM）中的應用。OFDM技術通過將高速數據流分割成多個低速子數據流，並在多個正交子載波上傳輸，極大地提高瞭頻譜利用率和抗多徑乾擾能力。DSP在OFDM的實現中扮演著核心角色，包括IFFT/FFT的計算、載波同步、信道估計等。 第五部分：數字信號處理在音頻與圖像處理中的應用 DSP的魅力遠不止於通信，它在音頻和圖像處理領域同樣展現齣強大的生命力。 在音頻處理方麵，本部分將介紹數字音頻編碼標準，如MP3、AAC等，並探討其背後的壓縮和編碼原理。我們將講解感知編碼的思想，即利用人耳的聽覺特性，去除人耳不易感知的信息，從而實現高壓縮比的同時保持較高的音質。此外，我們還將討論音頻效果處理，如混響、迴聲、均衡器以及降噪技術，並闡述DSP在這些技術中的實現。 在圖像處理方麵，本部分將深入探討圖像的數字錶示，以及常見的圖像增強技術，如對比度增強、銳化、平滑等。我們將重點介紹圖像濾波的應用，包括邊緣檢測（如Sobel算子、Canny算子）、噪聲去除（如均值濾波、中值濾波、高斯濾波）以及圖像復原。此外，我們還將觸及圖像壓縮技術，如JPEG標準的原理，以及DSP在這些領域中的核心作用，包括傅裏葉變換、小波變換等。 第六部分：DSP係統設計的考量與發展趨勢 在掌握瞭DSP的基本原理和關鍵技術後，瞭解實際係統設計的考量因素以及未來的發展趨勢同樣重要。 本部分將討論DSP係統的硬件實現。我們將介紹專門的數字信號處理器（DSP芯片）的架構特點，包括其優化的指令集、多總綫結構、硬件乘纍加器（MAC）等，以及它們在實現高效DSP算法方麵的優勢。我們還將簡要介紹FPGA（現場可編程門陣列）在DSP係統中的應用，以及其靈活性和並行處理能力。 同時，軟件實現DSP算法也日益重要。本部分將討論在通用處理器上利用高性能計算庫（如Intel MKL、ARM NEON）加速DSP算法的策略。 最後，我們將展望DSP的發展趨勢。包括： 實時處理能力的不斷提升： 隨著計算能力的增強，對更高采樣率、更大數據流的實時處理需求將不斷增長。 人工智能與DSP的融閤： 深度學習等AI技術在信號分析、模式識彆、自適應控製等領域的應用，將與傳統DSP技術深度融閤，催生齣更智能、更強大的應用。 嵌入式DSP係統的普及： 隨著物聯網、可穿戴設備、智能傢居等領域的興起，對低功耗、高性能的嵌入式DSP解決方案的需求將持續攀升。 新的算法與技術： 例如，信息論在DSP中的更深層次應用，以及與量子計算相結閤的可能性，都預示著DSP領域未來的無限可能。 本書希望通過係統性的講解和豐富的應用案例，幫助讀者建立起堅實的DSP理論基礎，並能夠將其應用於解決實際工程問題，為理解和創造更美好的數字世界貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究的這本《機器學習中的矩陣分析與優化算法》簡直是一股清流，它沒有過多地糾纏於那些花哨的深度學習模型，而是老老實實地把地基給夯實瞭。對於我這種偏愛數學推導的讀者來說，這本書簡直是福音。它將綫性代數中最核心的概念——特徵值分解、奇異值分解——與機器學習中的降維（如PCA）和正則化緊密結閤起來，讓你明白為什麼這些數學工具如此強大。書中的優化部分尤其精彩，它細緻地對比瞭梯度下降、牛頓法以及更高級的共軛梯度法在收斂速度和計算復雜度上的差異，並且給齣瞭它們在實際損失函數優化中的應用場景。最難得的是，作者在解釋KKT條件時，並沒有用晦澀的數學語言堆砌，而是將其與支持嚮量機（SVM）的對偶問題聯係起來，使得那些原本高高在上的理論一下子變得觸手可及。這本書的難度是遞進的，它要求你有一定的數學基礎，但它給予的迴報是巨大的——你會真正理解那些“黑箱”算法內部的運行邏輯，而不是簡單地調用一個庫函數。它教會我，算法的優雅往往藏在背後的矩陣運算和優化路徑中。

評分☆☆☆☆☆

我最近在鑽研的這本《嵌入式係統與實時控製》簡直是為我這種動手型學習者量身定做的秘籍。它不像有些書那樣，隻停留在概念層麵，而是深入到具體的硬件架構和底層代碼實現。這本書最讓我稱道的是，它對微處理器和微控製器的對比分析極其到位，讓你明白在不同應用場景下，到底該選擇哪種“大腦”來驅動你的係統。書中對中斷服務程序的編寫和任務調度的邏輯講解，簡直是教科書級彆的範例，每段代碼的注釋都精準地解釋瞭其背後的時序關係和資源競爭風險。我尤其欣賞它關於資源受限環境下如何優化代碼性能的部分，那些關於內存對齊、緩存利用率的“小竅門”，都是實戰經驗的結晶，而不是紙上談兵的理論推導。每次我遇到一個棘手的實時性問題時，翻開這本書，總能找到與之對應的案例分析和解決方案模闆。它沒有迴避復雜性，而是用一種極其清晰的邏輯結構，將復雜的實時操作係統（RTOS）內核機製層層剝開，讓你看到其運行的脈絡。這本書更像是一本工具箱，裏麵裝滿瞭解決實際工程問題的扳手和螺絲刀，每一次使用都能帶來立竿見影的效果，極大地提升瞭我項目開發的效率和係統的穩定性。

評分☆☆☆☆☆

這本《高性能計算與並行編程實踐指南》完全顛覆瞭我對傳統串行編程的認知。它不是一本單純介紹CUDA或OpenMP語法的參考手冊，而更像是一本關於如何“思考並行化”的思維訓練手冊。書中對任務劃分、數據依賴性分析以及負載均衡的討論，占據瞭很大篇幅，這纔是並行計算的真正難點所在。作者通過大量的實戰案例，展示瞭如何識彆代碼中的“瓶頸”——那些天然不適閤並行處理的部分，以及如何巧妙地重構算法以最大化CPU/GPU的利用率。我特彆喜歡它對內存訪問模式的分析，比如如何通過緩存分塊和數據預取來顯著提升矩陣運算的速度，這些細節在很多通用編程書中是被忽略的。書中的並行編程模型對比也非常客觀，從綫程級並行到指令級並行，每一種策略的優缺點都被分析得入木三分，使得我們在選擇實現方法時能做齣更明智的決策。讀完這本書，我感覺自己對“快”的理解提升瞭一個維度，它不再是單純的提高時鍾頻率，而是關於如何將時間有效地切分和利用的藝術。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對《高級通信原理與網絡架構》這本書的期望值本來不高，以為又是老調重彈的香農公式和編碼理論。結果，它給瞭我一個驚喜，尤其是在對現代無綫通信係統的宏觀架構進行梳理時，展現齣瞭極高的洞察力。作者並沒有沉溺於數學細節的泥潭，而是著重於解釋不同調製解調技術背道後的“工程哲學”。比如，它對OFDM（正交頻分復用）的引入，不是直接給齣傅裏葉變換的公式，而是從多徑衰落的痛點齣發，形象地解釋瞭為什麼OFDM是解決信道間串擾的優雅方案，這種由問題驅動的講解方式，讓人對技術的誕生背景理解得更深刻。此外，書中關於MIMO（多輸入多輸齣）技術的講解，配以精妙的陣列圖示，讓人瞬間領悟瞭空間復用和分集增益的奧秘。這本書的格局很大，它把物理層、數據鏈路層和網絡層的交互講得非常流暢自然，讓你看到一個完整的端到端通信鏈路是如何協同工作的。讀完它，我不再是那個隻知道單個模塊功能的工程師，而是一個能從係統層麵審視整個通信流程的架構師。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號處理的奇思妙想》真是讓人大開眼界，作者仿佛是一位充滿激情的魔法師，將原本枯燥的理論用生動的故事和貼近生活的例子串聯起來。我原本以為數字信號處理（DSP）是那種隻能在象牙塔裏把玩的深奧學問，沒想到這本書裏，它變成瞭解決現實世界難題的強大工具。比如，它詳細闡述瞭傅裏葉變換如何像一把萬能鑰匙，打開瞭聲音、圖像分析的大門，那種“原來如此”的豁然開朗感，實在美妙。書中對各種濾波器的講解，更是細緻入微，從理想濾波器到實際可實現的濾波器，每一步的推導和權衡都交代得清清楚楚，完全沒有那種教科書式的冷漠感，更像是資深工程師手把手帶你走過一道道難關。特彆是它對於采樣定理的深入剖析，不僅解釋瞭“為什麼”要這麼做，還展示瞭不遵守規則時可能帶來的災難性後果，讓人對信號的數字化過程有瞭更深層次的敬畏。這本書的排版和圖示設計也極其用心，復雜的數學公式旁邊總有簡潔明瞭的圖形輔助，即便不是科班齣身，也能大緻跟上思路。讀完之後，我感覺自己好像終於拿到瞭通往信號世界的一張有效門票，不再是那個在門外徘徊的無知者。它成功地把“理論”和“應用”這兩個看似遙遠的彼岸，通過巧妙的敘事連接瞭起來，讓人由衷地佩服作者的功力。