DSP技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)

前言

　　數(shù)字信號(hào)處理是數(shù)字技術(shù)與信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)，20世紀(jì)60年代以來(lái)，在通信、控制、消費(fèi)電子、廣播電視、醫(yī)療衛(wèi)生、國(guó)防和司法等各個(gè)領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛與深入的應(yīng)用，支撐了整個(gè)社會(huì)的數(shù)字化與信息化發(fā)展。隨著現(xiàn)代社會(huì)的信息化進(jìn)程，各個(gè)領(lǐng)域需要處理的信息量越來(lái)越龐大，移動(dòng)電話等便于攜帶的終端系統(tǒng)越來(lái)越多、功能越來(lái)越強(qiáng)，因此，信號(hào)處理的實(shí)時(shí)性和低功耗顯得越來(lái)越重要和迫切。在這個(gè)背景下，數(shù)字信號(hào)處理器應(yīng)運(yùn)而生，這種簡(jiǎn)稱DSP（Digital Signal Processor）的微處理器具有區(qū)別于普通處理器的結(jié)構(gòu)與工作原理，特別適合于大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)與信號(hào)的實(shí)時(shí)處理，并具有高精度和低功耗特性，目前已經(jīng)在通信、控制、醫(yī)療和消費(fèi)電子產(chǎn)品等許多領(lǐng)域顯示出越來(lái)越重要的應(yīng)用價(jià)值?！　”緯?shū)是編者在多年DSP教學(xué)的基礎(chǔ)上，根據(jù)原有自編教材并參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料編寫(xiě)而成的，主要介紹DSP應(yīng)用系統(tǒng)的基本開(kāi)發(fā)技術(shù)，包括DSP應(yīng)用程序與硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。全書(shū)共有8章。第l章介紹DSP的基本概念與特點(diǎn)，特別對(duì)TI公司的5個(gè)不同系列DSP處理器進(jìn)行了全面的概述；第2章介紹DSP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，并以TMS320C54x為例進(jìn)行分析說(shuō)明；第3章介紹應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境CCS，主要介紹如何在CCS環(huán)境下建立、編譯、鏈接、下載和運(yùn)行DSP程序；第4章介紹．DSP程序調(diào)試工具以及使用方法，通過(guò)實(shí)例對(duì)常用的調(diào)試和分析工具進(jìn)行了說(shuō)明；第5章介紹基于：DSP／BIOS的程序設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)實(shí)例分析了這種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性：第6章介紹匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，并以TMS320C54x為例對(duì)DSP指令系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明；第7章介紹具有語(yǔ)音保密通信功能的音頻信號(hào)處理應(yīng)用程序設(shè)計(jì)，通過(guò)一個(gè)具有完整信號(hào)處理流程的應(yīng)用程序?qū)嵗f(shuō)明了算法實(shí)現(xiàn)、信號(hào)I／O、數(shù)據(jù)的FLASH存儲(chǔ)、外部信息顯示與程序控制等綜合設(shè)計(jì)方法；第8章介紹DSP硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)一些DSP應(yīng)用系統(tǒng)常用的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了說(shuō)明。

內(nèi)容概要

本書(shū)介紹了DSP基本概念與應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)技術(shù)，包括DSP結(jié)構(gòu)、工作原理、應(yīng)用程序與硬件電路的設(shè)計(jì)方法。全書(shū)共有8章，內(nèi)容包括：第1章DSP概述；第2章TMS320C54x結(jié)構(gòu)與工作原理；第3章CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境：第4章DSP程序的調(diào)試與分析；第5章基于DSP／BIOS的程序設(shè)計(jì)：第6章匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；第7章音頻信號(hào)處理應(yīng)用程序設(shè)計(jì)：第8章DSP硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本書(shū)內(nèi)容全面，介紹由淺入深、先易后難，第3章開(kāi)始每章附有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，便于教學(xué)。    本書(shū)主要面向DSP技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初學(xué)者，是一本入門(mén)性教材，適合于各類高等院校電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化和生物醫(yī)學(xué)工程等本科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)，也可以供研究生及相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的工程師和技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章 DSP概述  1.1 DSP基本概念    1.1.1 模擬技術(shù)與數(shù)字技術(shù)    1.1.2 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的構(gòu)成    1.1.3 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法  1.2 DSP芯片簡(jiǎn)介    1.2.1 DSP芯片的發(fā)展    1.2.2 DSP芯片的特點(diǎn)    1.2.3 DSP芯片的分類    1.2.4 DSP芯片的性能指標(biāo)  1.3 T1公司DSP芯片簡(jiǎn)介    1.3.1 TMS320C2000系列簡(jiǎn)介    1.3.2 TMS320C5000系列簡(jiǎn)介    1.3.3 TMs320C6000系列簡(jiǎn)介    1.3.4 0MAP系列簡(jiǎn)介    1.3.5 DaVinci系列簡(jiǎn)介  1.4 基于DSP的嵌入式系統(tǒng)    1.4.1 設(shè)計(jì)流程    1.4.2 開(kāi)發(fā)工具與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)    1.4.3 典型DSP嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)    1.4.4 DSP嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)  小結(jié)  習(xí)題第2章 TMS320C54x結(jié)構(gòu)與工作原理  2.1 中央處理器    2.1.1 算術(shù)邏輯單元    2.1.2 累加器A和B    2.1.3 桶形移位寄存器    2.1.4 乘法/累加器    2.1.5 比較、選擇和存儲(chǔ)單元    2.1.6 指數(shù)編碼器    2.1.7 CPU狀態(tài)和控制寄存器  2.2 總線結(jié)構(gòu)  2.3 存儲(chǔ)器    2.3.1 普通存儲(chǔ)器概念    2.3.2 存儲(chǔ)器空間分配    2-3.3 程序存儲(chǔ)空間    2.3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間    2.3.5 I／O存儲(chǔ)空間  2.4 片內(nèi)外設(shè)與外部引腳    2.4.1 軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器    2.4.2 可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯    2.4.3 主機(jī)接口HPl    2.4.4 串行口    2.4.5 定時(shí)器    2.4.6 時(shí)鐘發(fā)生器PLL    2.4.7 DMA控制器    2.4.8 外部引腳  2.5 中斷系統(tǒng)    2.5.1 中斷分類    2.5.2 中斷寄存器    2.5.3 中斷處理步驟  小結(jié)  習(xí)題第3章 CCS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境  3.1 DSP程序開(kāi)發(fā)流程    3.1.1 DSP程序開(kāi)發(fā)的基本流程    3.1.2 C語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)流程  3.2 DSP實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)    3.2.1 TMS320VC5416 DSK實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)    3.2.2 SEED5416 DTK實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)  ……第4章 DSP程序的調(diào)試與分析第5章 基于DSP/BIOS的程序設(shè)計(jì)第6章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第7章 音頻信號(hào)處理應(yīng)用程序設(shè)計(jì)第8章 DSP硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 DSP概述　　1.1 DSP基本概念　　DSP有兩種含義。第一種是解釋為“Digital Signal Processin9”，即數(shù)字信號(hào)處理，是指數(shù)字信號(hào)處理的理論和算法，例如濾波、變換、卷積和頻譜分析等；第二種是“DigitalSignal Processor”，即數(shù)字信號(hào)處理器，是指實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理算法的微處理器芯片，它為數(shù)字信號(hào)的實(shí)時(shí)處理提供一個(gè)平臺(tái)。本書(shū)中的DSP主要是指數(shù)字信號(hào)處理器?！　?.1.1 模擬技術(shù)與數(shù)字技術(shù)　　如前所述，早期的移動(dòng)通信、廣播電視系統(tǒng)以及音頻播放器等消費(fèi)電子產(chǎn)品都是模擬的，有關(guān)數(shù)據(jù)和信號(hào)的處理部分采用的都是模擬信號(hào)處理技術(shù)。因?yàn)槟M信號(hào)處理只能由硬件來(lái)完成，所以，由分立元器件和模擬電路構(gòu)成的系統(tǒng)不僅在功能上無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的復(fù)雜處理、功能的更新提高困難，并且還存在處理精度低、抗干擾能力差、體積功耗大等缺陷。顯然，模擬技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和人類生活水平日益提高的需要?！　∽詮?0世紀(jì)60年代中期Cooley和Tukey提出快速傅里葉（Fourier）變換算法以來(lái)，隨著信息科學(xué)與半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理理論和技術(shù)逐步豐富和成熟，從而推動(dòng)了數(shù)字技術(shù)在通信、控制、消費(fèi)電子、國(guó)防軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。數(shù)字技術(shù)采用數(shù)字化方式對(duì)數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行處理，這種處理一般由硬件和軟件配合實(shí)現(xiàn)，軟件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)和信號(hào)處理，硬件提供一個(gè)軟件運(yùn)行的系統(tǒng)平臺(tái)。數(shù)字技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。　?。?）能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜處理。數(shù)字系統(tǒng)可采用軟件編程實(shí)現(xiàn)具體的處理，因此，大規(guī)模的復(fù)雜信號(hào)處理成為可能，而且?guī)缀醪徽加每臻g。例如，一臺(tái)數(shù)字移動(dòng)電話可以在不擴(kuò)大體積的情況下通過(guò)軟件來(lái)增加視頻和網(wǎng)絡(luò)功能。

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