数字信号处理的FPGA实现 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:U.) 迈耶-贝斯 (Meyeer-Baese

出品人:

页数:453

译者:刘凌

出版时间:2006-6

价格:58.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302128588

丛书系列:

图书标签:

数字信号处理
fpga
FPGA
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具体描述

《数字信号处理的FPGA实现》(第2版)是一本有关最新数字信号处理的专著。书中通过大量的程序示例，全面、精辟地介绍了利用FPGA实现数字信号处理的方方面面。在前端数字信号处理的算法方面，全新的现场可编程门阵列（FPGA）正逐步取代和，由此系列为数字信号处理带来了一场新的革命。所以这些算法的有效实现非常关键，这也是本书的主要讲解目标。

好的，以下是为您构思的一份图书简介，旨在突出其与“数字信号处理的FPGA实现”这一主题形成对比的领域，同时保持专业性和深度。 --- 图书简介：《高级嵌入式系统软件架构与优化实践》核心聚焦：从硬件抽象到软件性能的极致调校本书深入剖析了现代复杂嵌入式系统从底层硬件抽象层（HAL）到上层应用软件架构的完整构建、优化与维护策略。我们不再关注信号处理算法的具体实现细节，而是将视角提升至整个软件系统的宏观结构、实时性保障以及资源高效利用层面。在当今物联网（IoT）、工业控制和边缘计算设备对性能、功耗和可靠性提出苛刻要求的背景下，掌握健壮、可扩展的嵌入式软件架构设计方法，已成为决定产品成败的关键因素。第一部分：嵌入式系统软件架构的基石与演进第一章：面向现代异构计算平台的软件分层模型本章详细阐述了当前主流嵌入式处理器（如Cortex-A/R系列、RISC-V内核）的典型软件堆栈。重点分析了从裸机环境到成熟实时操作系统（RTOS）的过渡路径，并引入了混合架构中操作系统与裸机代码的协同机制。讨论了固件（Firmware）、引导加载程序（Bootloader）与内核空间（Kernel Space）之间的边界划分与数据交互协议，强调了软件模块化设计对长期维护的价值。第二章：实时性保障与并发性管理实时性是嵌入式系统的生命线。本章着重探讨了时间确定性（Determinism）的理论基础与工程实践。我们将深入分析抢占式调度器、优先级反转问题及其经典的解决方案（如优先级继承、优先级天花板协议）。此外，详细介绍了中断服务程序（ISR）的设计准则，包括如何最小化临界区时间，避免锁竞争对系统抖动（Jitter）的影响。内容覆盖μC/OS-III、FreeRTOS及商用实时OS在调度策略上的差异化处理。第三章：内存管理与数据一致性控制在资源受限的嵌入式环境中，内存的有效管理至关重要。本章超越基础的堆栈分配，聚焦于虚拟内存管理在复杂系统中的应用，特别是在多核系统中如何实现内存保护单元（MPU/MMU）的配置。重点讲解了数据缓存（Cache）对程序执行的影响，以及如何通过内存屏障（Memory Barriers）和原子操作（Atomic Operations）来维护多线程环境下的数据一致性，确保算法结果的正确性。第二部分：系统级优化与性能调校第四章：能效优化：从指令集到系统空闲功耗管理不再是事后考虑，而是设计之初就要融入的架构要素。本章系统性地介绍了动态电压和频率调节（DVFS）在嵌入式系统中的应用框架。我们不仅关注CPU的深层睡眠模式（Deep Sleep Modes），更探讨了如何根据任务负载曲线智能地调整时钟门控（Clock Gating）和电源门控（Power Gating）。此外，提供了针对特定应用场景（如电池供电设备）的功耗分析工具链使用指南。第五章：高性能I/O与数据流加速对于需要高速数据吞吐的系统，高效的输入/输出（I/O）处理机制是瓶颈所在。本章详细解析了直接内存访问（DMA）控制器的工作原理，并指导读者如何设计最优的DMA传输模式（如循环模式、链式传输）。内容还涵盖了面向块设备和网络接口的高效中断聚合技术，以及如何利用硬件加速器（如专用网络处理器或图像协处理器）卸载CPU负载的软件接口设计。第六章：编译器与链接器的深度定制软件性能的终极发掘往往需要深入到编译过程。本章揭示了GCC/Clang工具链的高级优化选项。讲解了如何通过特定的编译标志（Flags）影响指令集选择、循环展开和函数内联，以适应目标硬件的微架构特性。同时，详细阐述了链接脚本（Linker Script）的编写艺术，指导读者如何精确控制数据段、代码段在特定内存区域（如SRAM、外部Flash）的布局，从而优化启动时间和运行时访问延迟。第三部分：系统可靠性与可维护性第七章：嵌入式软件的健壮性设计与故障恢复在工业和医疗等关键领域，软件的容错能力至关重要。本章探讨了超越简单断言检查的健壮性设计。内容包括看门狗（Watchdog）的精确应用、冗余校验码在数据存储中的应用，以及如何实现“优雅降级”（Graceful Degradation）。重点介绍了一种基于状态机和日志记录的故障隔离与恢复机制，确保系统在检测到异常后能自动重置到已知的安全状态。第八章：版本控制、持续集成与远程诊断现代嵌入式项目依赖于成熟的开发流程。本章侧重于工程实践，详细介绍了Git在嵌入式开发中的高级工作流（如Git Flow、Trunk Based Development）。深入讲解了如何构建一个自动化的持续集成/持续部署（CI/CD）流水线，用于自动化构建、静态代码分析和硬件在环（HIL）测试。最后，介绍了嵌入式设备远程日志收集与OTA（Over-The-Air）更新的架构设计，确保系统在部署后的可维护性。结语本书是献给有志于构建下一代高性能、高可靠性嵌入式系统的工程师和架构师的实践指南。它要求读者具备C/C++编程基础和对计算机体系结构的基本理解，旨在弥合理论知识与实际系统调优之间的鸿沟，确保您的软件架构能够充分发挥底层硬件的全部潜力。 ---

作者简介

目录信息

第1章绪论 1.1 数字信号处理概述 1.2 FPGA技术 1.2.1 按颗粒度分类 1.2.2 按技术分类 1.2.3 FPL的基准 l.3 DSP的技术要求 1.4 设计实现 1.4.1 FPGA的结构 1.4.2 Altera EPF710K70RC240-4 1.4.3 案例研究：频率合成器 1.5 练习第2章计算机算法 2.1 概述 2.2 数字表示法 2.2.1 定点数 2.2.2 非传统定点数 2.2.3 浮点数 2.3 二进制加法器 2.3.1 流水线加法器 2.3.2 模加法器 2.4 二进制乘法器 2.5 二进制除法器 2.5.1 线性收敛的除法算法 2.5.2 快速除法器的设计 2.5.3 阵列除法器 2.6 浮点算法的实现 2.6.1 定点数到浮点数的格式转换 2.6.2 浮点数到定点数的格式转换 2.6.3 浮点数乘法 2.6.4 浮点数加法 2.6.5 浮点数除法 2.6.6 浮点数倒数 2.6.7 浮点数合成结果 2.7 MAC与SOP 2.7.1 分布式算法基础 2.7.2 有符号的DA数制 2.7.3 改进的DA解决方案 2.8 利用CORDIC计算特殊函数 2.9 练习第3章有限脉冲响应(FIR)数字滤波器 3.1 数字滤波器 3.2 FIR理论 3.2.1 具有转置结构的FIR滤波器 3.2.2 FIR滤波器的对称性 3.2.3 线性相位FIR滤波器 3.3 设计FIR滤波器 3.3.1 直接窗函数设计方法 3.3.2 等同纹波设计方法 3.4 常系数FIR设计 3.4.1 直接FIR设计 3.4.2 具有转置结构的FIR滤波器 3.4.3 采用分布式算法的FIR滤波器 3.5 练习第4章无限脉冲响应(IlR)数字滤波器 4.1 IIR理论 4.2 IIR系数的计算 4.3 IIR滤波器的实现 4.3.1 有限字长效应 4.3.2 滤波器增益系数的最优化 4.4 快速IIR滤波器 4.4.1 时域交叉 4.4.2 群集和分散预先考虑的流水线技术 4.4.3 IIR抽取设计 4.4.4 并行处理 4.4.5 采用RNS的IIR设计 4.5 练习第5章多级信号处理 5.1 抽取和插值 5.1.1 Noble恒等式 5.1.2 用有理数因子进行采样速率转换 5.2 多相分解 5.2.1 递归IIR抽取器 5.2.2 快行FIR滤波器 5.3 Hogenauer CIC：滤波器 5.3.1 单级CIC案例研究 5.3.2 多级CIC滤波器理论 5.3.3 幅值与混叠畸变 5.3.4 Hogenaur“剪除”理论 5.3.5 CICRNS设计 5.4 多级抽取器 5.5 作为通频带抽取器的频率采样滤波器 5.6 滤波器组 5.6.1 均匀DFT滤波器组 5.6.2 双信道滤波器组 5.7 小波分析 5.8 练习第6章傅立叶变换 6.1 离散傅立叶变换算法 6.1.1 用DFT近似傅立叶变换 6.1.2 DFT的属性 6.1.3 Goertzel算法 6.1.4 Bluestein Chirp-z变换 6.1.5 Rader算法 6.1.6 Winograd DFT算法 6.2 快速傅立叶变换算法 6.2.1 Cooley-Tukey FFT算法 6.2.2 Good Thomas FFT算法 6.2.3 Winograd FFT算法 6.2.4 DFT和FFT算法的比较 6.3 傅立叶相关的变换 6.3.1 利用DFT计算DCT 6.3.2 快速直接DCT实现 6.4 练习第7章前沿课题 7.1 矩形变换和数论变换 7.1.1 算术模2b正负1 7.1.2 采用NTT的高效卷积 7.1.3 采用NTT的快速卷积 7.1.4 NTT的多维索引映射和Agarwal-Burrus NTT 7.1.5 用NTT计算DFT矩阵 7.1.6 NTT的索引映射 7.1.7 用矩形变换计算DFT 7.2 差错控制和加密技术 7.2.1 源自编码理论的基本概念 7.2.2 分组码 7.2.3 卷积码 7.2.4 FPGA的加密技术算法 7.3 调制和解调? 7.3.1 基本的调制概念 7.3.2 非相干解调 7.3.3 相干解调 7.4 练习第8章自适应滤波器 8.1 自适应滤波器的应用 8.1.1 干扰的消除 8.1.2 预测 8.1.3 反演模拟 8.1.4 辨识 8.2 最优估计技术 8.3 Widrow.Hoff最小二乘法算法 8.3.1 学习曲线 8.3.2 标准化的LMS(Normalized LMS) 8.4 变换域LMS算法 8.4.1 快速卷积技术 8.4.2 应用正交变换 8.5 LMS算法的实现 8.5.1 量化效应 8.5.2 LMS算法的F=PGA设计 8.5.3 流水线级LMS滤波器 8.5.4 转置形式的LMS滤波器 8.5.5 DLMS算法的设计 8.5.6 应用SIGNUM函数(正负号函数)的LMS设计 8.6 递归最小二乘法算法 8.6.1有限记忆的RLS算法 8.6.2快速RLS算法的Kalman实现 8.6.3快速后验Kalman RLS算法 8.7 LMS与RLS参数的比较 8.8 练习附录A Verilog源代码附录B VHDL和Verilog编码 B.1 示例列表 B.2 参数化的模块库(LPM) B.2.1 参数化的触发器兆函数(1pm_ff) B.2.2 参数化的加法器/减法器兆函数(1pm_add_sub) B.2.3 参数化的乘法器兆函数(1pIn_mult) B.2.4 参数化的ROM兆函数(1pm_rom) B.2.5 参数化的除法器兆函数(1pm_dividel附录C 术语汇编附录D CD.ROM文件“1 readme.ps” D.1 使用MaxPLuslI以外的其他编译器 D.1.1 FPGA_Compiler II D.1.2 模型技术 D.2 实用程序和文件参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构布局给我一种非常系统化的感觉，仿佛作者是按照一个精心规划的教学大纲来组织内容的。我注意到它似乎花费了相当大的篇幅来介绍底层硬件平台（可能是指FPGA的内部结构、时钟域处理等）与DSP算法结合的接口问题。这一点非常重要，因为很多时候，算法实现效率低下的原因恰恰出在对目标平台的理解不足上。我非常期待它能在这方面深入探讨，例如如何有效地利用FPGA的并行性来加速卷积、傅里叶变换等核心运算。此外，我对书中对高级DSP功能（比如自适应滤波、谱估计等）的处理方式很感兴趣。这些内容往往是区分普通教程和专业参考书的关键点。如果作者能够用一种既能保持数学严谨性，又能贴近硬件资源限制的角度去阐述这些高级算法的硬件化策略，那么这本书就具备了成为案头工具书的潜力。希望它的参考文献列表足够详实，能引导读者进一步探索更前沿的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深工程师的角度来看，我更看重的是书籍中体现出的“工程智慧”，而非单纯的知识罗列。如果这本书能够提供一些关于调试和验证策略的真知灼见，那将比任何精美的图表都更有价值。在复杂的嵌入式系统中，验证DSP算法的正确性和鲁棒性是一项巨大的挑战。这本书有没有讨论过如何构建有效的测试平台（Testbench），如何利用硬件仿真工具来快速迭代设计，或者在硬件实现中如何处理定点数运算带来的精度损失和溢出问题？这些都是日常工作中会反复遇到的痛点。我希望它不是那种“写完理论就收尾”的教科书，而是真正关心读者如何将书中学到的知识成功部署到实际芯片上并稳定运行。如果书中有专门的章节讨论系统集成、功耗考量或是实时性保证的工程实践，那它就超越了一般的教学材料，而成为了一本实战指南，能够帮助我们提升设计的成熟度和可靠性，这是衡量一本技术书籍真正价值的重要标尺。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本书，我最大的直观感受是它的排版风格非常规整，有一种严谨的学术气息扑面而来。它似乎很注重对数学模型的精确表达，对于那些核心算法的推导过程，描述得颇为详尽，这对于需要深入理解原理的读者来说无疑是福音。我特别留意了其中对某些经典滤波器设计方法的论述部分，看看它是否提供了不同于主流教科书的视角，例如在收敛速度、资源占用和实际精度之间的权衡分析。好的教材不仅要告诉你“怎么做”，更要告诉你“为什么这样做是最好的选择”。如果这本书能在章节的过渡上处理得更流畅一些，减少那种“知识点堆砌”的感觉，让理论的演进如同一个自然发生的故事，那么它的阅读体验会大大提升。目前看来，它的语言风格偏向于书面化和技术化，这可能对有一定基础的读者非常友好，但对于希望快速入门的新手来说，可能需要更多的耐心去消化那些术语和定义。总之，它散发着一种深厚的内功，但“内功”如何转化为实用的“招式”，是接下来的重点考察目标。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺有质感的，拿到手里沉甸甸的，封面上的配色和字体选择也挺符合电子工程领域的专业气质。我个人非常看重书籍的阅读体验，这本书的纸张质量看起来不错，印刷清晰度也让人满意，这意味着长时间阅读下来眼睛不容易感到疲劳。不过，我更关注的是内容本身，希望它能真正地在理论与实践之间架起一座坚实的桥梁。毕竟，数字信号处理本身就是一门抽象性较高的学科，如果能配上高质量的插图和清晰的流程图来辅助理解那些复杂的算法原理，那将是极大的加分项。我期待它能在基础概念的阐述上做到深入浅出，而不是仅仅堆砌公式，毕竟对于很多初学者或者希望系统回顾的工程师来说，清晰的逻辑脉络比深奥的数学推导更重要。从封面和初步的目录来看，这本书似乎试图覆盖从基础DSP理论到具体硬件实现的整个链条，这种系统性部署我很欣赏，但实际的深度如何，还需要时间来检验。希望它不仅仅是一本理论的复述，更能体现出作者在实际工程项目中积累的宝贵经验和独到见解，特别是那些在标准教材中不易找到的“陷阱”和“优化技巧”。

评分☆☆☆☆☆

我对这类强调实践操作的图书总是抱有一种审慎的期待。通常，理论知识的介绍相对容易，真正考验作者功力的是如何将抽象的数学模型成功映射到具体的硬件架构上去。我希望这本书在讲解如何将DSP算法转化为硬件描述语言（HDL）代码时，能够提供足够细致的步骤分解和设计思路。比如，对于循环展开、流水线设计这些关键的性能优化手段，它是否提供了具体的性能对比案例，或者至少是设计原则的总结？仅仅给出代码片段是不够的，更重要的是背后的设计哲学。如果书中能够穿插一些实际的工程案例，哪怕是简化的，用以验证理论的有效性，那绝对是加分项。我特别关注章节中是否有关于资源约束、时序收敛问题的讨论，这些是FPGA实现过程中绕不开的现实问题。如果这本书能清晰地展现出从算法到RTL（寄存器传输级）代码的思维转换过程，那么它的实用价值就大大提升了，能够帮助读者避免在实际项目中走许多弯路，少走很多不必要的试错。

评分☆☆☆☆☆

dsp 后面还有编码理论

评分☆☆☆☆☆

大概翻了翻算是入门了

评分☆☆☆☆☆

有些不大理解, 需要补数字信号的背景知识

评分☆☆☆☆☆

有些不大理解, 需要补数字信号的背景知识

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大概翻了翻算是入门了