C Algorithms for Real-Time DSP

C Algorithms for Real-Time DSP pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Prentice Hall
作者:Paul Embree
出品人:
页数:256
译者:
出版时间:1995-05-27
价格:USD 98.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780133373530
丛书系列:
图书标签:
  • C语言
  • DSP
  • 实时信号处理
  • 算法
  • 嵌入式系统
  • 音频处理
  • 通信系统
  • 数字滤波
  • 优化
  • 性能分析
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具体描述

For electrical engineers and computer scientists. Digital signal processing techniques have become the method of choice in signal processing as digital computers have increased in speed, convenience, and availability. At the same time, the C language is proving itself to be a valuable programming tool for real-time computationally intensive software tasks. This book is a complete guide to digital real-time signal processing techniques in the C language.

好的,这是一份针对一本名为《C Algorithms for Real-Time DSP》的图书的详细图书简介,内容聚焦于可以合理地出现在这样一本技术书籍中的主题,同时避开了对该书具体内容的直接描述。 --- 图书简介: 深入理解现代数字信号处理的基石与实践 在当今技术飞速发展的时代,数字信号处理(DSP)已不再局限于特定的专业领域,而是渗透到通信、音频、图像处理、医疗设备乃至工业控制等各个方面。实时性,即在限定时间内对连续变化的信号进行准确、快速处理的能力,是许多尖端应用成功的关键。本书旨在为读者提供一个坚实的基础,探讨如何利用C语言这一应用广泛、效率极高的编程工具,构建高性能、低延迟的实时数字信号处理系统。 本书的核心目标是弥合理论知识与实际工程实现之间的鸿沟。我们认识到,无论算法设计多么精妙,如果无法高效地转化为硬件可执行的代码,其价值都会大打折扣。因此,全书的重点在于如何将抽象的数学模型转化为可信赖、可部署的C语言实现,尤其是在资源受限或对时间要求极为苛刻的环境中。 构建高效实时系统的核心支柱 本书的架构围绕着实时DSP系统的几个关键组成部分展开,旨在为读者提供一个全面的技术视野。 I. 基础计算与数据结构优化 实时处理的首要挑战是效率。本书首先深入探讨了C语言在底层数据表示和内存管理上的特性,这些特性直接影响到DSP算法的执行速度。我们将剖析浮点数与定点数在计算精度与速度上的权衡,以及在嵌入式或DSP处理器环境中,如何选择和实现最适合当前任务的数据类型。 数据结构的选择对性能至关重要。我们将超越传统的数据组织方式,探讨针对信号流处理、滤波器的系数存储以及快速傅里叶变换(FFT)所需的特殊内存布局。重点将放在如何通过缓存友好性(Cache-friendliness)和向量化指令的潜在利用,来最小化内存访问延迟,确保数据总能在需要时以最快的速度被处理器获取。 II. 核心算法的定制化实现 数字信号处理的基石是各种变换和滤波技术。本书将详尽考察如何从零开始,以C语言实现这些经典算法,但着重点绝非简单的数学公式翻译。我们关注的是“实时”的约束。 滤波技术: 我们将研究IIR和FIR滤波器,不仅讨论它们的频率响应设计,更重要的是如何优化它们的计算结构。例如,如何重新排列乘法和累加(MAC)操作以提高流水线效率,以及在有限精度下如何处理溢出和舍入误差,确保滤波过程的稳定性和可预测性。 频域分析: 快速傅里叶变换(FFT)是许多现代DSP系统的核心。本书将探讨FFT算法的实现细节,包括蝶形运算的优化、输入数据的重新排序(Bit-Reversal)策略,以及如何有效地处理周期性边界条件,特别是在连续数据流的场景下。 III. 实时性保证与系统级考量 一个成功的实时系统不仅要求算法正确,更要求其行为可预测。本书将进入系统级的设计范畴。 任务调度与中断管理: 在多任务环境中,如何确保信号处理任务获得足够的CPU时间片,并且能够及时响应外部事件(如新的数据采集)?我们将讨论优先级反转问题、中断服务程序(ISR)的设计原则,以及如何最小化ISR对主信号处理链的干扰。 固定点算术的艺术: 许多专用的DSP硬件不具备硬件浮点单元,或者浮点运算成本过高。本书将提供一套完整的定点数算术库的构建指南,包括溢出检测、饱和运算的实现,以及最重要的——如何准确地映射浮点算法的动态范围到定点表示中,同时控制精度损失。 IV. 代码优化与性能度量 最终,所有的理论和结构都必须通过严苛的性能测试来验证。本书将指导读者如何使用性能分析工具,识别代码中的性能瓶颈。我们将深入探讨C语言编译器优化选项的含义,以及如何通过编写更“硬件友好”的代码,充分利用目标处理器的架构特性,例如SIMD(单指令多数据)指令集的潜在利用。 面向的读者 本书面向具有C语言编程基础,并希望深入理解和实践实时数字信号处理的工程师、高级技术学生以及嵌入式系统开发者。无论您是从事音频编解码、雷达信号处理、传感器融合还是高性能控制系统,本书提供的工具和方法论都将是您构建下一代实时系统的宝贵财富。我们不追求理论的广度,而致力于实践的深度,确保每一行代码都为实现高性能和低延迟目标服务。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名有多年经验的嵌入式系统工程师,我的工作重心一直在嵌入式系统的软硬件协同设计和优化上。在音频、通信以及一些控制系统中,信号处理是必不可少的一部分,而且往往对实时性有着极其严苛的要求。我过去的项目中,曾经遇到过因为算法实现效率低下导致整个系统无法达到设计指标的情况。那时候,我不得不花费大量的时间去研究底层汇编,或者尝试各种奇特的优化技巧,过程相当痛苦。我一直在寻找一本能够系统性地讲解如何在C语言层面,并且是针对嵌入式实时系统进行DSP算法优化的书籍。这本书的标题《C Algorithms for Real-Time DSP》听起来非常契合我的需求,它暗示了不仅仅是算法本身,更是关于如何用C语言实现并达到“实时”的要求。我特别关注这本书是否会深入讲解一些关键DSP算法的C语言实现细节,比如对浮点运算的替代、对固定点运算的运用,以及如何利用CPU的SIMD指令集(如果C语言层面允许的话)。我希望它能提供一些关于算法复杂度分析和性能度量的实用方法,以及如何根据目标硬件的特性来选择最合适的算法和实现策略。对于像我这样需要频繁进行性能调优的工程师来说,这本书如果能提供一套行之有效的“即插即用”的优化框架或指导原则,那将是无价之宝。

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我所在的团队负责开发一款高性能的通信设备,其中信号处理是核心环节。我们一直致力于在有限的硬件资源和严格的时间限制下,实现最高效的信号处理能力。尽管我们拥有经验丰富的算法工程师,但在C语言层面的代码优化,特别是针对嵌入式DSP的底层细节上,我们总觉得还有提升的空间。市面上有很多关于DSP算法的书籍,但往往过于学术化,或者对C语言的实现细节讲解不够深入,尤其是在提到“实时”优化时,很多内容都显得滞后。因此,我们一直在寻找一本能够系统性地、实操性地讲解如何在C语言中实现高效DSP算法的书籍。这本书的标题《C Algorithms for Real-Time DSP》听起来非常契合我们的需求,它直接点明了C语言、算法以及最重要的“实时”这个关键属性。我们非常期待这本书能够提供一些关于数据结构、内存管理、循环优化、并行处理(如果C语言层面支持的话)等方面的深入讲解,以及如何利用特定DSP架构的特性来提升算法性能。例如,我们希望看到书中能提供对快速傅里叶变换(FFT)、滤波器设计(FIR/IIR)、以及其他常用信号处理模块的C语言实现,并附带详尽的性能分析和优化建议。如果它能涵盖一些关于浮点与定点运算权衡的讨论,以及在功耗敏感的实时系统中的优化策略,那将是我们团队梦寐以求的内容。

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我是一名刚刚接触实时信号处理的学生,之前在课堂上学过一些基础的DSP理论,比如采样定理、离散傅里叶变换等,但感觉理论和实践之间存在很大的鸿沟。尤其是在实际的嵌入式项目开发中,我发现自己对于如何将这些理论知识转化为高效的C语言代码感到非常困惑。很多时候,老师给出的参考代码要么过于简单,要么效率很低,无法满足实时性的要求。因此,我一直在寻找一本能够 bridging this gap 的书籍。这本书的名字《C Algorithms for Real-Time DSP》让我眼前一亮,它直接点出了“C语言”和“实时DSP”这两个我急需的内容。我非常希望这本书能够从最基础的算法开始,用清晰易懂的C语言代码来演示,并且解释清楚为什么这样做能够提高效率,以及在不同的硬件平台上可能存在的差异。例如,我希望看到关于如何在有限的内存和计算资源下实现高效的滤波器(如FIR和IIR)的例子,或者如何对FFT算法进行优化以满足实时数据流的处理需求。如果书中还能包含一些关于嵌入式DSP处理器特点的介绍,以及如何利用这些特性来加速算法,那将是锦上添花了。我期待这本书能够成为我学习和实践实时DSP的“圣经”,带领我从理论的海洋真正驶入工程实践的彼岸,培养我独立解决实际问题的能力。

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这本书我一直想买,主要是它名字听起来就很吸引人。我从事实时信号处理很多年了,工作中经常需要用到一些底层算法的优化,比如FFT、滤波器设计等等。虽然市面上有很多关于DSP的书籍,但很多都停留在理论层面,或者讲解得比较浅显,对于真正需要深入理解算法内部实现、以及如何在嵌入式系统上进行高效实现的工程师来说,往往是不够的。我之前也遇到过一些性能瓶颈,当时就希望有一本书能系统地讲解如何在C语言层面,结合实时的约束条件,来优化这些核心算法。这本书的标题《C Algorithms for Real-Time DSP》正好点出了我的需求,它暗示了这本书会直接给出实用的C语言代码实现,并且强调了“实时”这个关键的性能要求。我尤其期待它在代码优化技巧,例如位操作、循环展开、缓存优化等方面的内容,这些细节往往是决定实时系统性能的关键。另外,它是否会涉及一些常用的DSP库的底层实现原理,比如ARM CMSIS-DSP库,也是我关注的重点。总而言之,我寄希望于这本书能够提供一套真正可以直接搬到项目中使用、并且能够帮助我解决实际开发中遇到的性能挑战的解决方案,让我的DSP开发效率和性能都有质的飞跃。

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最近我开始对声音信号处理产生了浓厚的兴趣,特别是那些能够实时分析和处理声音的应用程序,比如降噪、回声消除、语音识别等。我通过一些在线课程和免费资源了解了傅里叶变换、滤波器等基础概念,但发现实际将这些理论转化为能够实时运行的程序却相当困难。我尝试用Python和NumPy来做一些简单的实验,虽然效果不错,但我也知道在真正的实时嵌入式设备上,Python的效率是远远不够的。因此,我一直在寻找一本能够指导我用C语言来实现这些DSP算法,并且能够考虑到实时性要求的书籍。这本书的名字《C Algorithms for Real-Time DSP》听起来正是我需要的。我希望这本书能够用最直观的C语言代码来解释复杂的DSP算法,例如讲解如何实现一个高效的FFT算法,或者如何设计和实现一个能够实时工作的IIR滤波器。我特别好奇它是否会涉及一些常用的DSP库,比如CMSIS-DSP,并且解释如何使用这些库来加速开发。另外,如果书中能提供一些实际的应用案例,展示如何将这些算法集成到嵌入式系统中,并分析性能,那将对我非常有帮助。我希望这本书能够成为我从一个DSP理论爱好者转变为一个能够动手实践的开发者的重要桥梁。

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