DSP系统设计和BIOS编程及应用实例 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:机械工业

作者:赵加祥

出品人:

页数:242

译者:

出版时间:2008-1

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787111226949

丛书系列:

图书标签:

DSP
程序设计
DSP
系统设计
BIOS编程
嵌入式系统
数字信号处理
应用实例
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具体描述

家庭电脑应用入门·提高·精通，ISBN：9787111226949，作者：陈泽友

数字信号处理与嵌入式系统第一部分：数字信号处理基础与理论本书深入探讨了现代数字信号处理（DSP）领域的核心概念、数学基础和关键技术。内容从最基础的采样理论和量化误差分析入手，系统地介绍了离散时间信号和系统的基本描述方法，包括Z变换和离散傅里叶变换（DFT）的详细推导及其在频域分析中的应用。 1. 离散时间信号与系统分析详细阐述了线性时不变（LTI）系统的性质，重点解析了卷积和差分方程在系统响应分析中的作用。通过丰富的实例，展示如何利用Z变换来求解系统的零输入响应和零状态响应，并分析系统的稳定性与可观测性。此外，本书对傅里叶级数和傅里叶变换在处理周期和非周期信号频谱方面的区别与联系进行了深入剖析，为后续的滤波器设计打下坚实的基础。 2. 有限冲击响应（FIR）与无限冲击响应（IIR）滤波器设计本章是DSP理论的核心部分之一。首先，详尽介绍了理想滤波器的特性，并探讨了实际设计中遇到的挑战。随后，系统讲解了FIR滤波器的设计方法，包括窗函数法（如汉宁窗、海明窗等）的具体应用、Parks-McClellan算法（最小二乘法）的设计思路及其在实现最优线性相位滤波器中的优势。对于IIR滤波器，本书侧重于模拟滤波器到数字滤波器的转换技术。详细讲解了双线性变换法（Bilinear Transform）的数学推导和应用，并对比了脉冲不变法。通过对比，指导读者根据具体应用场景选择最合适的滤波器结构（如格型结构、级联直接形式等），并分析了量化噪声对滤波器性能的影响。 3. 快速傅里叶变换（FFT）算法与应用 FFT作为现代信号处理的基石，本书对其原理进行了深入浅出的讲解。不仅涵盖了最常见的基2 DIT（Decimation-In-Time）和DIF（Decimation-In-Frequency）算法的蝶形运算结构，还探讨了更通用的混合基FFT算法。本书重点讲解了FFT算法在频谱分析、相关性计算和卷积运算中的优化技巧，特别是在处理非标准点数数据时的分段策略。 4. 自适应滤波与谱估计本部分将读者带入信号处理的前沿领域。自适应滤波部分，主要聚焦于LMS（Least Mean Squares）算法及其变体（如NLMS）。通过详细的收敛性分析和均方误差推导，解释了自适应滤波器在噪声消除、回声消除和信道均衡中的工作机制。在谱估计方面，对比了经典方法（如周期图法）和现代方法（如子空间法，如MUSIC、ESPRIT），展示了后者在提高低信噪比环境下的分辨能力。第二部分：嵌入式系统架构与微处理器本部分转向实际硬件平台的实现，重点聚焦于高性能嵌入式处理器和专用DSP芯片的架构特点。 1. 嵌入式系统基础与指令集架构首先概述了现代嵌入式系统的基本构成，包括处理器核心、存储器、外设接口等。随后，深入剖析了主流嵌入式处理器的指令集架构（ISA），如ARM Cortex-M/R/A系列的核心特征。内容涵盖了流水线设计、寄存器组织、异常处理机制以及内存管理单元（MMU）的基本概念，为后续的汇编优化和高效代码编写奠定基础。 2. DSP硬件加速器与并行处理专业DSP芯片与通用微控制器在架构上的核心差异在于其并行处理能力。本书详细介绍了哈佛架构、VLIW（Very Long Instruction Word）架构，以及数据通路中的专用硬件乘加单元（MAC）。探讨了单周期乘法累加操作如何显著提升DSP算法的执行效率。同时，分析了SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令集在向量化操作中的应用，以及如何通过指令级并行性（ILP）优化代码。 3. 存储器管理与Cache优化在嵌入式系统中，存储器的访问延迟是影响实时性能的关键因素。本书详细讨论了分层存储结构，包括片上SRAM、外部DRAM和闪存的特性。着重讲解了Cache的工作原理（写回/直写策略、替换算法）以及如何通过代码重排、数据对齐和预取技术，最大化Cache命中率，从而有效隐藏存储器访问延迟。第三部分：实时操作系统与系统级编程本部分关注软件层面，探讨如何在资源受限的嵌入式环境中实现高效、可靠的实时任务调度。 1. 实时操作系统（RTOS）核心机制本书对常见的RTOS内核原理进行了详尽介绍，包括任务管理、上下文切换的流程和机制。重点阐述了各种调度算法（如固定优先级抢占式、轮转、最早截止时间优先EDF）的实现细节及其对系统实时性的影响。 2. 同步与互斥机制在多任务环境中，资源共享的管理至关重要。本书详细分析了信号量、互斥锁（Mutex）、消息队列和事件标志等同步原语的内部实现，并深刻剖析了死锁的产生条件和避免策略。特别强调了临界区保护和中断服务程序（ISR）与任务间通信的正确范式，避免优先级反转问题。 3. 中断处理与低延迟编程对于实时应用，快速响应外部事件是核心要求。本书讲解了中断控制器（如NVIC）的配置流程，包括中断向量表、优先级划分和嵌套处理。强调了编写高效、简洁ISR的最佳实践，例如“快速中断、慢速任务”原则，以及如何利用DMA（直接存储器访问）技术将数据传输工作从CPU中卸载，以进一步降低CPU在I/O操作上的负载。第四部分：应用实例与系统集成本部分将前述理论与硬件、软件结合，展示具体的系统设计流程。 1. 软件工具链与调试技巧详细介绍了从源代码到可执行文件的完整嵌入式编译流程，包括交叉编译器的使用、链接脚本的配置（确定代码和数据在目标内存中的布局）。提供了一套系统的硬件调试方法论，包括JTAG/SWD接口的使用、断点设置、内存与寄存器观察，以及如何利用逻辑分析仪和示波器进行软硬件协同调试。 2. 常见DSP应用模块的实现通过具体的案例，指导读者如何将理论知识转化为实际代码。案例涵盖了音频信号处理中的快速卷积实现、图像处理中的二维滤波器的流水线化处理，以及通信系统中的信道编码和解码过程的算法映射。强调了固定点运算与浮点运算在精度、速度和资源占用上的权衡选择。 3. 系统性能度量与优化本章聚焦于如何科学地评估和改进嵌入式DSP系统的性能。介绍了时间分析技术，如周期计数器和探针的使用，以准确测量关键代码段的执行时间。并提供了多层次的优化策略，包括编译器优化选项的选择、算法复杂度分析以及硬件资源（如MAC单元、Cache）的有效利用技巧。总结本书旨在提供一套全面、深入且面向实践的知识体系，覆盖从底层信号理论到高性能嵌入式系统实现的全过程，为读者构建复杂的数字信号处理应用提供坚实的理论支撑和工程指导。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

这本书很早就买了。但是因为没有实际上手做实验，dsp/bios的部分总觉得太过复杂。最近的两周没有工作任务，所以，再次通读了一遍，感觉写的很浅易。哦，对了，我不知道是怎么回事，你在dsp/bios的章节还可以看到非dsp/bios的代码。关于dsp/bios，现在5系列的可能会逐渐淘汰...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，正如我所期望的，深入浅出地剖析了数字信号处理（DSP）系统的设计原理，从基础的采样定理、量化噪声，到更复杂的滤波器设计、FFT算法的实现，再到实际应用中的各种优化技巧，无一不涵盖。作者在阐述理论知识的同时，非常注重理论与实践的结合，提供了大量贴合实际需求的算法实现和系统构建的案例。我特别欣赏书中对一些关键算法的推导过程，清晰且逻辑性强，让我能够深刻理解其背后的数学原理，而不仅仅是死记硬背。书中对不同DSP芯片架构的讲解，也帮助我理解了硬件特性如何影响软件设计，以及如何根据具体应用场景选择最合适的处理器。例如，在介绍某个特定滤波器的设计时，作者不仅给出了理论公式，还详细说明了如何在固定点运算环境下实现，并分析了溢出、截断误差等常见问题，并给出了相应的规避策略。这种细致的讲解，对于我这种希望深入理解DSP技术，并将其应用于实际项目开发的人来说，无疑是巨大的财富。书中也涉及了信号的采集、预处理、特征提取以及分类等多个环节，为构建一个完整的DSP应用系统提供了完整的思路和方法。我从中学习到了如何根据信号的特点选择合适的预处理方法，如何有效地提取有意义的特征，以及如何利用各种机器学习算法对信号进行分类和识别。总而言之，这本书是一本难得的DSP领域的宝典，无论是对于初学者入门，还是对于有一定基础的工程师进阶，都具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本《DSP系统设计和BIOS编程及应用实例》确实是一本非常扎实的著作，它不仅仅是理论的堆砌，更重要的是，作者将抽象的DSP概念，通过生动的实例，一一展现在读者面前。我尤其对书中关于浮点运算和定点运算在DSP中的优劣势分析印象深刻。作者详细解释了为什么在许多DSP应用中，定点运算是不可避免的，以及如何在定点运算的限制下，有效地处理溢出和精度损失的问题。他提供了一些非常有用的算法技巧，比如如何对信号进行缩放、如何选择合适的量化步长，以及如何利用一些特殊的数学技巧来提高计算的准确性。此外，书中关于DSP的实时操作系统（RTOS）的应用，特别是对BIOS的深入讲解，也为我打开了新的视野。在以往的开发中，我总是倾向于使用裸机编程，这在小型项目中或许可行，但一旦项目复杂化，管理任务、处理中断、实现进程间通信等问题就会变得异常棘手。这本书清晰地阐述了RTOS在多任务并行处理、资源管理以及提高系统可维护性方面的巨大优势，并通过具体的BIOS编程实例，演示了如何创建任务、如何进行任务调度、如何使用信号量和消息队列等同步机制，让我能够更高效地构建复杂的DSP系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书的质量，从内容到排版，都给我留下了深刻的印象。我一直认为，好的技术书籍不仅仅是要有扎实的理论基础，更重要的是要有清晰的逻辑和易于理解的表达方式。这本书在这方面做得非常出色。作者在讲解复杂的DSP算法时，总是能够化繁为简，用生动的比喻和形象的图示，将抽象的概念具象化，让我能够更容易地理解和掌握。我特别喜欢书中关于滤波器设计和实现的章节。无论是IIR滤波器还是FIR滤波器，作者都给出了详细的设计步骤和MATLAB/C语言的实现代码。更重要的是，他分析了不同滤波器在幅频特性、相频特性、过渡带宽度等方面的差异，并结合实际应用场景，指导读者如何选择最合适的滤波器类型。书中关于DSP的硬件加速器和外设接口的讲解，也为我提供了很多有用的信息。了解这些硬件特性，能够帮助我在设计DSP系统时，更好地发挥硬件的性能，避免一些不必要的性能瓶颈。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是作者在编写过程中，仿佛和我一起站在了调试台前，共同面对着那些反复出现的DSP应用难题。书中关于实时性处理的章节，简直是我的救星。在之前的工作中，我曾经花费了大量时间和精力去优化实时信号采集和处理的延迟问题，而这本书中关于中断处理、DMA（直接内存访问）的应用，以及如何高效地调度任务的讲解，简直是茅塞顿开。作者不仅给出了理论上的最优解，更重要的是，他通过一个又一个鲜活的实例，展示了如何在不同的DSP平台上，针对不同的实时性要求，设计出高效且稳定的系统。我特别喜欢其中关于功耗优化的部分，在嵌入式DSP开发中，功耗往往是和性能同样重要的考量因素，而这本书提供了很多实用的技巧，比如如何利用DSP的低功耗模式，如何优化代码以减少不必要的运算，以及如何根据应用场景动态调整时钟频率等。这对于我正在开发的低功耗无线传感节点项目来说，具有直接的指导意义。书中的章节编排也非常合理，从硬件基础到软件框架，再到具体应用的实现，层层递进，让我能够逐步建立起完整的DSP系统设计思维。那些代码示例，更是可以直接拿来修改和复用，大大缩短了我的开发周期。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够连接DSP理论和实际开发之间鸿沟的书籍，而这本《DSP系统设计和BIOS编程及应用实例》恰恰填补了我的这一需求。书中对不同类型DSP处理器的讲解，让我对ARM、TI C5000/C6000系列等主流DSP架构有了更全面的认识。作者不仅仅是罗列了它们的特点，更是结合实际的应用场景，分析了它们各自的优势和劣势，以及在特定应用中如何进行最优选择。例如，在介绍某个特定通信算法时，作者会详细说明在不同架构的DSP上实现时，可能遇到的性能瓶颈以及相应的优化方法。对我而言，最宝贵的莫过于书中关于多线程和多核DSP开发的章节。随着处理能力的提升，多核DSP的应用越来越广泛，但如何有效地利用多核资源，进行并行计算，却是很多工程师面临的挑战。这本书通过清晰的图示和代码示例，讲解了并行计算的策略，如数据并行、任务并行，以及如何使用多线程技术来协调各个处理器核心的工作，这为我未来开发更高效、更复杂的DSP应用奠定了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在于它能够帮助读者快速地从理论走向实践。我在这本书中看到了大量实际的应用案例，这些案例不仅涵盖了工业界常用的DSP算法，更重要的是，它展示了如何将这些算法集成到完整的系统中，并进行优化和调试。例如，书中关于数字图像处理的章节，不仅介绍了图像滤波、边缘检测、特征提取等经典算法，还展示了如何在DSP平台上实现这些算法，并分析了算法的实时性能和精度。这让我能够更好地理解DSP在图像识别、目标跟踪等领域的应用。另外，书中关于BIOS编程的详细讲解，对于我这样初次接触DSP RTOS的读者来说，具有非常大的帮助。作者通过循序渐进的教程，让我能够快速地掌握BIOS的基本概念和编程技巧，并能够利用BIOS来管理任务、处理中断、进行进程间通信等。

评分☆☆☆☆☆

我一直对DSP在通信系统中的应用非常感兴趣，而这本书的出现，让我对这个领域有了更深入的了解。作者在书中关于调制解调、信道编码、均衡等通信关键技术的讲解，非常详尽且深入。他不仅解释了这些技术的数学原理，更重要的是，他展示了如何在DSP平台上高效地实现这些算法，并对实际应用中的各种挑战，如符号间干扰、多径效应等，提出了有效的解决方案。我尤其喜欢书中关于OFDM（正交频分复用）系统的设计和实现的章节。OFDM是现代通信系统中非常重要的技术，而这本书详细讲解了OFDM的原理，以及如何在DSP中实现FFT/IFFT、循环前缀的添加与去除等关键步骤。书中提供的代码示例，也让我能够快速地理解和掌握OFDM系统的构建方法。此外，书中还涉及了一些关于DSP在无线通信、音频处理、图像处理等领域的具体应用案例，这些案例都非常贴合实际，为我提供了很多宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于我这样在DSP领域摸爬滚打多年的工程师来说，无疑是一份及时雨。我尤其欣赏作者在解决实际问题时所展现出的严谨和细致。书中关于噪声抑制和信号增强的章节，提供了多种行之有效的技术，比如维纳滤波、卡尔曼滤波，以及一些基于机器学习的降噪算法。作者不仅解释了这些算法的原理，更重要的是，他通过大量的仿真数据和实际录音样本，展示了这些算法在不同噪声环境下的性能表现，以及如何根据实际情况调整算法参数以达到最佳效果。这让我能够更有针对性地去解决我工作中遇到的信号质量问题。同时，书中关于嵌入式DSP系统中的软件工程实践，也给我留下了深刻的印象。从代码的模块化设计，到可重用库的构建，再到调试和测试的方法，作者都给出了非常实用的建议。特别是关于BIOS在系统调试和性能分析方面的应用，书中提供了一些非常巧妙的技巧，能够帮助我们快速定位和解决性能瓶颈。

评分☆☆☆☆☆

这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的工程师分享的“内功心法”。我在这本书中获得的，远不止是技术知识，更是一种解决问题的思维方式。作者在讲解每个技术点时，都非常注重从实际应用的出发，分析问题的本质，然后提供相应的解决方案。这种“问题导向”的学习方式，让我受益匪浅。我尤其喜欢书中关于DSP系统性能优化的章节。作者不仅讲解了代码优化、指令流水线、缓存利用等经典优化技巧，更重要的是，他提供了一些非常实用的调试和性能分析工具和方法。例如，如何利用示波器和逻辑分析仪来分析信号的时序，如何利用DSP的性能计数器来测量代码的执行时间，以及如何利用内存分析工具来检测内存访问的瓶颈。这些技巧，对于我这样的初学者来说，能够极大地缩短我学习和掌握DSP系统设计的时间。

评分☆☆☆☆☆

对于像我这样，希望在DSP领域进行深入研究的读者来说，这本书提供了一个非常坚实的基础。作者在书中对一些高级DSP概念的讲解，如自适应滤波、谱估计、模式识别等，都非常到位。他不仅介绍了这些技术的理论原理，更重要的是，他分析了这些技术在实际应用中的局限性，以及如何通过改进算法来克服这些局限。我特别欣赏书中关于自适应滤波器的章节，它详细讲解了LMS、RLS等经典自适应滤波算法的原理，以及它们在回声消除、噪声消除等方面的应用。作者还提供了一些关于如何在线调整自适应滤波器的参数，以适应不断变化的信号特性的技巧。此外，书中关于DSP的浮点运算和定点运算在DSP中的优劣势分析，以及如何在定点运算的限制下，有效地处理溢出和精度损失的问题，也为我解决实际开发中的难题提供了重要的指导。

评分☆☆☆☆☆