DSP芯片技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:国防工业出版社（图书发行部）（新时代出版社）

作者:刘卯国

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2007-8

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787118052176

丛书系列:

图书标签:

• DSP
• 数字信号处理
• 芯片技术
• 嵌入式系统
• 应用开发
• 通信系统
• 音频处理
• 图像处理
• 实时系统
• ARM
• TI

现代信号处理基础与实践 本书全面深入地探讨了现代信号处理的理论基础、关键算法及其在工程实践中的应用。全书内容旨在为读者构建一个扎实而完整的数字信号处理（DSP）知识体系，覆盖从离散时间信号分析到复杂系统实现的各个层面。 第一部分：信号与系统的分析基础 本部分着重于构建读者理解信号处理系统的基本数学框架。 第1章：离散时间信号与系统 本章从连续时间信号的采样开始，详细阐述了离散时间信号的表示、基本运算和分类。重点分析了系统的线性、时不变性（LTI）和因果性。引入了卷积和和积的概念，这是分析LTI系统响应的核心工具。通过丰富的实例，展示了如何使用差分方程来描述和求解离散时间系统的动态行为。 第2章：Z变换及其应用 Z变换作为分析离散时间系统的强大工具被系统介绍。本章详细推导了单边和双边Z变换的定义、收敛域（ROC）的性质及其重要性。系统性地列举了常见序列的Z变换对，并深入讨论了Z变换的性质，如时移、微分（在Z域中的体现）和卷积的乘积性质。关键在于阐释如何利用Z变换求解线性常系数差分方程（LCCDEs），并讨论了系统中是否存在稳定性和因果性的判据与ROC之间的内在联系。 第3章：傅里叶分析：离散时间傅里叶变换（DTFT） 本章将信号分析的视角从复平面转向频域。详细介绍了DTFT的定义、收敛性以及它与Z变换在单位圆上的关系。通过对DTFT的分析，读者将理解频谱的概念，包括能量谱密度和功率谱密度。本章还强调了周期信号和有限长信号的频谱特性，为后续的离散傅里叶变换（DFT）做铺垫。 第二部分：频域分析与离散傅里叶变换（DFT） 本部分聚焦于离散傅里叶变换这一在实际计算中最为关键的工具。 第4章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 本章详细定义了DFT及其逆变换（IDFT），阐释了DFT矩阵的性质，特别是其周期性和对称性。着重讨论了DFT在计算中的效率问题，并系统介绍了快速傅里叶变换（FFT）的原理，包括蝶形运算结构和Decimation-in-Time（DIT）及Decimation-in-Frequency（DIF）算法的具体实现步骤。此外，本章还涵盖了混叠、栅栏效应（Leakage）等实际DFT使用中必须注意的现象及其缓解措施，如窗函数的使用。 第5章：线性、圆周卷积与相关性 本章探讨了DFT在实现高效卷积运算中的作用。解释了线性卷积和圆周卷积之间的关系，以及如何通过适当的零填充（Zero Padding）将线性卷积转化为圆周卷积来实现。引入了相关函数的概念，并展示了如何利用FFT和DFT的高效性来快速计算信号的相关性，这在模式识别和时延估计中至关重要。 第三部分：数字滤波器设计 滤波器是信号处理中最核心的应用之一。本部分将数字滤波器设计分为 IIR 和 FIR 两大类，并深入探讨了各自的设计方法和特性。 第6章：无限冲激响应（IIR）滤波器设计 本章从模拟滤波器的基础（巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）入手，系统地介绍了将模拟原型转换为数字IIR滤波器的主要方法：脉冲响应不变法（Impulse Invariance）和双线性变换法（Bilinear Transformation）。重点分析了双线性变换法，包括预掎变（Pre-warping）技术，以确保频率响应的准确性。讨论了IIR滤波器的实现结构（如直接形式、级联形式和并联形式）及其对量化误差和运算稳定性的影响。 第7章：有限冲激响应（FIR）滤波器设计 本章强调了FIR滤波器固有的线性相位特性，这是其在许多高精度应用中优于IIR滤波器的关键优势。详细讲解了FIR滤波器的主要设计方法：窗函数法（包括矩形窗、汉宁窗、海明窗等）及其对过渡带宽度和阻带衰减的权衡。深入介绍频率采样法和更先进的等波纹法（Parks-McClellan算法/Remez交换算法），阐述如何通过优化技术精确控制滤波器的幅度响应。 第8章：滤波器结构与量化效应 本章关注滤波器的实际硬件或软件实现。对比了直接形式、格型（Lattice）滤波器结构。特别关注了有限精度运算带来的影响，包括系数量化误差、乘法器溢出以及舍入误差对滤波器稳定性和性能的影响，为硬件优化提供了理论基础。 第四部分：随机信号处理与高级主题 本部分将理论扩展到处理包含噪声和不确定性的随机信号。 第9章：随机过程基础 本章引入了随机信号的概念。定义了随机过程的各种特性，包括均值、自相关函数和互相关函数。重点阐述了平稳过程（宽平稳和严平稳）的概念及其重要性。介绍了功率谱密度（PSD）和能量谱密度（ESD），以及Wiener-Khinchin定理，该定理揭示了自相关函数和功率谱密度之间的傅里叶变换关系。 第10章：谱估计方法 本章深入探讨如何从有限长度的观测数据中估计随机信号的功率谱。首先介绍经典谱估计方法，如周期图法（Periodogram）及其方差、偏置问题。接着，详细讲解现代谱估计方法，包括最小方差无失真响应（MVDR，即Capon法）和子空间法（如MUSIC、ESPRIT），这些方法显著提高了低信噪比环境下的频率分辨率。 第11章：自适应滤波与维纳滤波 本章介绍了信号处理中的反馈控制思想。详细推导并分析了维纳滤波器的最小均方误差（MMSE）准则及其解。在此基础上，系统地介绍了自适应滤波的概念，重点讲解了最小均方（LMS）算法和归一化LMS（NLMS）算法的收敛性、步长选择策略及其在噪声消除、回声消除等领域的应用。 全书在理论阐述的同时，辅以大量的数学推导和工程实例，帮助读者将抽象的数学模型转化为具体的信号处理解决方案。对算法的复杂度和计算资源的考量贯穿始终。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

阅读此书的体验，更像是在进行一场关于“系统集成与接口协议”的深度访谈。虽然书名指向“芯片技术”，但内容大量篇幅聚焦于如何让这些强大的计算核心与其他系统组件协同工作。比如，书中对数据传输接口的标准进行了非常详尽的对比分析，从早期的并行总线到现代的高速串行协议，每一代的演进背后的驱动力——带宽需求和延迟限制——都被阐述得淋漓尽致。我特别欣赏它在阐述模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）时所采用的系统视角。它没有停留在介绍ADC的SAR结构或Sigma-Delta调制原理，而是深入分析了不同转换速率和有效位数（ENOB）对整个信号链信噪比的影响，并结合实际的雷达或医疗成像系统的架构，说明了选择特定ADC的权衡取舍。这使得我对DSP系统不仅仅是一个中央处理器，而是一个复杂数据流管理节点的认识得以建立。这本书对于初次构建完整采集处理系统的工程师，提供了极佳的系统思维训练。

评分☆☆☆☆☆

从一个关注“新一代计算范式”的角度来看，这本书在“并行化和异构计算”的讨论上显得有些保守，更多是基于传统冯·诺依曼结构的DSP发展路径进行探讨。书中对多核并行处理的介绍，更多停留在任务级别的划分和同步机制上，比如如何有效地使用信号量和互斥锁来保护共享资源，这对传统的多核DSP是适用的。然而，对于新兴的、更强调数据流驱动的并行架构，比如某些基于FPGA或GPU的信号处理加速方法，书中几乎没有涉及。它在讲述并行化时，更多地强调了软件层面如何调度线程和管理数据依赖，而不是硬件设计层面对SIMD单元的宽度、向量寄存器管理等更深层次的并行机制的剖析。因此，对于想要了解当前最前沿的AI加速器或数据流架构如何重新定义信号处理芯片设计思路的读者来说，这本书提供的知识地图可能略显陈旧，它更像是一本关于如何将经典算法优雅地实现在成熟DSP平台上的教科书。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的启示在于，它像是一本“嵌入式软件架构与编译优化”的手册，而非一本硬件手册。我期待看到的是关于流水线深度、分支预测机制这些底层硬件特性的深入解析，但实际上，它更侧重于如何有效地利用这些硬件特性。例如，在讨论循环展开和指令级并行性时，作者提供了一系列用伪代码实现的优化示例，清晰地展示了编译器在背后做了哪些“聪明”的工作来榨取处理器性能。它解释了为什么有些看似简单的代码在嵌入式环境下会产生意想不到的性能瓶颈，而如何通过特定的编码规范来避免这些陷阱。特别是关于内存访问模式的优化，书中详细说明了缓存一致性和预取机制对实时算法性能的决定性作用，并且将其与高级语言的指针操作联系起来进行讨论。这种从高级语言视角倒推底层硬件效率的分析方法，极大地提升了我编写高效嵌入式C代码的能力。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体感受是，它在探讨信号处理的“软件定义”层面下了很大功夫，而不是聚焦于硅片内部的管脚和寄存器。书中花了大量篇幅讨论各种高级算法的实现效率和资源消耗。举例来说，在涉及到模式识别和机器学习的章节中，作者没有直接给出某个商业DSP芯片如何高效执行矩阵乘法的“秘籍”，而是详细对比了不同的迭代优化策略，比如如何通过数据重排来提高缓存命中率，以及在固定点运算环境下如何巧妙地规避溢出问题。这种对算法工程化实现难点的剖析，让我深刻体会到，将一个数学模型转化为可在嵌入式平台上实时运行的程序，中间横亘着多少挑战。特别是关于低功耗设计部分的论述，它不是泛泛而谈“功耗很重要”，而是深入剖析了诸如时钟门控、流水线停顿等微观操作如何影响整体能效比，这些内容对于设计电池供电设备的工程师来说，无疑是宝贵的经验总结。这本书的视角非常“上层”，它关注的是如何用最优雅的软件方式去驾驭底层计算能力。

评分☆☆☆☆☆

这本关于数字信号处理芯片的著作，从我一个初涉此领域的工程小白的角度来看，简直是打开了一扇新世界的大门。它没有直接深入到具体的DSP芯片架构细节，而是非常系统地梳理了整个信号处理流程的理论基础。比如，关于傅里叶变换在实际应用中的精度问题，书中用一种非常直观的方式阐述了离散化和量化误差是如何影响最终结果的，这对我理解为什么不同的算法需要不同的硬件支持至关重要。作者似乎很注重概念的清晰度，对于诸如Z变换、卷积等核心数学工具，他没有直接抛出复杂的公式，而是结合了一些实际的音频处理或图像滤波的案例来侧面解释其物理意义。我记得有一章详细探讨了有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）滤波器的设计哲学差异，这种宏观的比较性分析，远比单纯的学习某一种滤波器类型要有启发性得多。这本书更像是一部“信号处理思想的导论”，它为我构建了一个坚实的理论框架，让我在后续接触具体硬件选型时，能够迅速明白为什么某些功能必须依赖特定的硬件加速单元来实现，而不是停留在“这个芯片能做什么”的表面认知上。对于想了解信号处理“为什么”是这样运作的读者，它提供了极佳的起点。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆