DSP晶片的原理與應用. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:五南

作者:張雄偉　陳亮　徐光輝

出品人:

页数:734

译者:

出版时间:20040801

价格:NT$ 850

装帧:

isbn号码:9789571136516

丛书系列:

图书标签:

• DSP
• 数字信号处理
• 晶片
• 原理
• 应用
• 嵌入式系统
• 通信
• 音频处理
• 图像处理
• 滤波器设计
• 算法实现

《数字信号处理（DSP）及其嵌入式系统集成》 本书旨在深入剖析数字信号处理（DSP）技术的核心原理，并重点阐述其在现代嵌入式系统中的实际应用与集成方法。本书内容涵盖了DSP技术发展的脉络，从早期的理论基础到当前最前沿的算法和硬件架构，为读者构建一个全面而深入的认识框架。 核心原理部分，我们将详细讲解数字信号处理的关键概念，包括但不限于： 信号的离散化与量化： 探讨模拟信号如何转换为数字信号，包括采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的原理、过采样与欠采样的影响，以及量化误差的产生与控制。 数字滤波器的设计与实现： 深入研究FIR（有限冲激响应）滤波器和IIR（无限冲激响应）滤波器的设计方法，包括窗函数法、频率采样法、脉冲响应不变法、双线性变换法等，以及如何在DSP处理器上高效实现这些滤波器。我们将对比两种滤波器的优缺点，并分析其在不同应用场景下的适用性。 傅里叶变换及其应用： 详细讲解离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）的原理与算法，以及它们在频谱分析、信号去噪、系统识别等方面的应用。我们将探讨FFT算法的优化技巧，以适应实时处理的需求。 相关与卷积： 阐述信号的相关性和卷积运算的数学基础，以及它们在信号检测、系统响应分析、模式识别等领域的应用。 自适应滤波： 介绍LMS（最小均方）算法、RLS（递归最小二乘）算法等自适应滤波原理，并探讨其在噪声消除、回声消除、信道均衡等自适应系统中的应用。 其他关键DSP算法： 涵盖码组（Coding）、调制解调（Modulation/Demodulation）、变换域处理（如Walsh-Hadamard变换）、谱估计（如Welch方法）等重要算法，并阐述其背后的理论依据和应用场景。 嵌入式系统集成部分，本书将重点关注DSP技术如何与嵌入式硬件平台紧密结合，实现高效、低功耗的信号处理功能。 DSP处理器架构与指令集： 详细介绍主流DSP处理器的体系结构，包括哈佛架构、改进型哈佛架构、指令流水线、MAC（乘累加）单元、DMA（直接内存访问）控制器等关键组成部分。我们将深入分析DSP处理器特有的指令集，例如SIMD（单指令多数据流）指令、饱和运算指令、址计算指令等，以及如何利用这些指令优化算法的执行效率。 DSP硬件加速器： 探讨在现代SoC（片上系统）中集成的各种硬件加速器，如Viterbi解码器、FFT硬件单元、图形处理单元（GPU）用于并行计算等，并分析如何利用这些加速器来分担CPU的计算任务，提升整体处理性能。 嵌入式DSP系统的设计流程： 引导读者理解从需求分析、算法选型、硬件平台选择、软件开发、调试到最终产品部署的完整嵌入式DSP系统设计流程。 实时操作系统（RTOS）在DSP系统中的应用： 讨论RTOS如何管理DSP系统的多任务、中断和资源，确保实时性要求得到满足。我们将介绍任务调度、同步机制、中断处理等RTOS的核心概念，并结合DSP系统的特点进行阐述。 嵌入式DSP系统的优化技术： 涵盖代码优化、内存管理、功耗管理、中断优化等关键技术，以满足嵌入式系统在性能、成本和功耗方面的苛刻要求。 外围接口与数据采集： 介绍DSP系统常用的外围接口，如ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、SPI、I2C、UART、USB、Ethernet等，并讲解如何利用这些接口进行数据采集、信号输出以及与其他设备的通信。 应用实例部分，本书将通过一系列具体的案例，展示DSP技术在不同领域的广泛应用。 通信系统： 介绍DSP在移动通信（如4G/5G基站）、无线通信、有线通信中的应用，包括信道编码、调制解调、信号检测、干扰抑制等。 音频处理： 涵盖音频编解码、语音识别、音频降噪、回声消除、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）中的音频空间化等。 图像与视频处理： 讲解DSP在图像滤波、特征提取、目标检测、视频编解码、计算机视觉等方面的应用。 控制系统： 阐述DSP在电机控制、工业自动化、机器人控制、航空航航天等领域的应用，以及如何利用DSP实现精确的实时控制。 医疗电子： 介绍DSP在医学影像处理（如CT、MRI）、生物信号采集与分析（如ECG、EEG）、医疗诊断设备等方面的应用。 消费电子： 探讨DSP在智能音响、数字相机、高清电视、智能穿戴设备等消费电子产品中的作用。 本书力求理论与实践相结合，通过清晰的讲解、丰富的插图和详实的例程，帮助读者建立扎实的DSP理论基础，并掌握在嵌入式系统中应用DSP技术的实践能力。无论您是学生、研究人员还是嵌入式系统工程师，本书都将是您深入理解和掌握数字信号处理技术的宝贵参考。

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这本书最让我感到惊喜的一点，是它对未来技术趋势的洞察力。在接近尾声的部分，作者并没有停留在当前主流DSP芯片的应用上，而是花了一章篇幅探讨了异构计算（如FPGA与DSP的协同工作）在超高实时性任务中的潜力，以及新型存储器技术对DSP架构带来的潜在颠覆。这种前瞻性的视角，使得这本书不仅仅是针对“当前”工作的参考，更像是对未来几年内该领域技术发展方向的预判报告。特别是关于特定领域加速器（如AI推理模块）与通用DSP核心的数据交互协议讨论，非常具有启发性。这使得我意识到，在规划下一代产品架构时，不能仅仅固守传统的冯·诺依曼模型，而需要提前布局兼容这些新兴异构计算范式的软硬件接口。总而言之，阅读此书的过程，是一次从扎实基础到前沿探索的完整旅程，收获远超预期。

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这本书的封面设计给我留下了极为深刻的印象，那种深邃的蓝色调，搭配上一些未来感的电路图纹理，让人一眼就能感受到它内在蕴含的技术深度。初翻开目录时，我就被其中详尽的章节划分所吸引。它并非那种只停留在概念表面的科普读物，而是明显地深入到了数字信号处理（DSP）芯片设计的核心领域。我特别关注了关于FFT算法优化和流水线架构实现的那几章，作者似乎在这部分倾注了极大的心血，从理论推导到实际寄存器分配的细节都有所涉及。这种深度对于正在从事嵌入式系统或者实时控制算法开发的工程师来说，无疑是一座宝库。特别是书中对不同厂商DSP架构差异性的比较分析，让我对未来项目选型有了更清晰的判断依据。我甚至注意到一些非常具体且实用的章节，比如“低功耗模式下的唤醒机制与中断优先级管理”，这种贴近实际工程痛点的讨论，远比泛泛而谈的理论介绍来得更有价值。整体而言，这本书的结构严谨，内容详实，显示出作者深厚的行业背景和一丝不苟的治学态度。

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从排版和图示质量来看，出版方也确实下了不少功夫。对于涉及底层硬件结构的描述，清晰的框图是必不可少的，而这本书中的所有结构图都采用了高分辨率的矢量图，线条锐利，层级分明，即便是最复杂的片上总线架构图，也能一眼看出数据流的方向。尤其是在介绍中断向量表和堆栈操作的示意图时，作者甚至用不同的颜色来区分内核态和用户态的内存访问，这种细致入微的视觉引导，极大地减轻了大脑的负荷，避免了在理解复杂流程时因图形模糊而产生的挫败感。相比我之前看过的一些旧版资料，这本新书在图形符号的规范性上也做得非常出色，完全遵循了工业标准的表示法，确保了知识传递的准确无误。可以说，精良的视觉呈现，是它能迅速建立起读者信任感的重要因素之一。

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这本书的语言风格，说实话，带着一种令人信服的学术严谨性，但绝不枯燥。作者在阐述复杂的数学模型和硬件结构时，总能找到巧妙的比喻或类比来辅助理解，这对于我这种需要不断在理论和实践之间切换思维的读者来说，非常重要。举个例子，讲解SRAM和寄存器组的存取时序时，作者用了一个非常生动的“流水线上的装配工序”来描述，一下子就让原本抽象的时序图变得立体起来。更让我欣赏的是，书中穿插了大量的“工程实践小贴士”（Engineering Tips），这些小提示往往是作者在多年项目经验中积累下来的“避坑指南”，比如关于缓存一致性（Cache Coherency）处理中的陷阱，教科书上往往一笔带过，但这本书却给出了详细的调试案例。这种“带着读者走过弯路”的写作方式，极大地提高了阅读效率，让我感觉像是在与一位经验丰富的资深专家进行一对一的技术交流，而不是单纯地阅读一本教材。

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我最近刚完成了一个关于音频滤波器的项目，急需一本能将理论滤波器设计与具体DSP实现紧密结合的书籍来指导实践。这本书恰好满足了我的需求。它没有浪费篇幅在介绍那些已经被广泛应用的、过于基础的理论上，而是直接切入到如何高效地利用DSP的特定指令集（如MAC单元的并行操作）来实现这些滤波器。我对其中关于定点数运算精度丢失的分析部分印象尤为深刻。作者不仅指出了可能出现溢出和截断误差的场景，还提供了一套系统化的“定标（Scaling）与溢出保护”策略，并配有伪代码示例，这在很多同类书籍中是缺失的深度。此外，书中对不同硬件乘法器的延迟和吞吐量的对比分析，直接关系到实时系统的帧率和延迟指标，这对于我正在进行的工作具有直接的指导意义。可以说，这本书的实用性已经超出了普通参考书的范畴，更像是一本高级DSP系统实现的“操作手册”。

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