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高速数字信号处理器结构与系统

发布时间: 2010-03-21 05:03:37 作者:

 高速数字信号处理器结构与系统


基本信息出版社:清华大学出版社
页码:349 页
出版日期:2009年01月
ISBN:7302184186/9787302184188
条形码:9787302184188
版本:第1版
装帧:平装
开本:16
正文语种:中文
丛书名:高等院校信息与通信工程系列教材

内容简介 信号与信息处理技术已广泛应用于军事、通信、消费类电子等领域,正成为各行业不可缺少的技术,是科研和工程技术人员必须掌握的技术之一。
《高速数字信号处理器结构与系统》全面介绍了数字信号处理器DSPs结构特点、类型、原理、发展趋势,DSPs系统硬件设计、组成、开发和应用,DSPs系统软件编程、指令、开发工具、程序优化; 介绍了嵌入式处理系统技术、实时系统技术、高速数字电路设计与实现; 最后给出了DSPs应用实例。
《高速数字信号处理器结构与系统》可作为通信与信息系统、信号与信息处理专业研究生及高年级本科生的数字信号处理技术课程教材,也可作为科研和工程技术人员进行信号与信息处理系统设计的参考书。
目录
第1章概述
1.1 数字信号处理技术
1.2 高速数字信号处理器的发展
1.2.1 数字信号处理器概况
1.2.2 DSPs简介
1.2.3 DSPs的特点
1.2.4 DSP的性能及其评估标准
1.2.5 现代DSPs的结构
1.2.6 DSPs的发展趋势
1.3 数字信号处理系统设计与开发
1.3.1 DSPs系统构成
1.3.2 DSPs的选择
1.3.3 高速数字电路设计
1.3.4 高速数字电路调试
参考文献

第2章 数字信号处理器结构
2.1 处理器
2.1.1 处理器构成
2.1.2 复杂指令集和精简指令集处理器
2.1.3 高速数字信号处理器C6x系列的结构
2.2 指令控制单元和流水线
2.2.1 指令控制单元
2.2.2 指令流水线
2.3 处理单元及数据通道
2.3.1 算术逻辑单元
2.3.2 TMS320C6000的功能单元和数据通路
2.4 总线和存储器结构
2.4.1 冯诺依曼结构和哈佛结构
2.4.2 提高存储器带宽技术
2.4.3 存储器的层次结构
2.5 高速缓冲存储器Cache
2.5.1 存储系统原理
2.5.2 Cache存储系统及其基本工作原理
2.5.3 Cache映射方式
2.5.4 Cache替换策略
2.5.5 Cache的性能分析
2.5.6 TMS320C64xDSPs的两级Cache结构
2.6 传统DSPs结构
2.7 VLIW结构
2.8 SIMD结构
2.8.1 处理器的Flynn分类
2.8.2 SIMD处理器结构模型
2.8.3 ADSP21160和TigerSHARC的SIMD结构
2.9 中断机制
2.9.1 中断类型和中断信号
2.9.2 中断响应和控制
2.9.3 DSPs循环程序流控制
参考文献

第3章 DSP软件编程
3.1 指令系统
3.1.1 指令系统的基本概念
3.1.2 具有DSP特点的指令
3.1.3 TMS320C6000的指令系统
3.2 DSPs软件开发集成环境
3.2.1 概述
3.2.2 代码开发工具
3.2.3 代码调试工具
3.2.4 实时操作系统(RTOS)
3.2.5 DSPs软件开发环境中的其他工具
3.3 DSPs软件开发工具
3.3.1 DSPs软件开发流程
3.3.2 优化编译器
3.3.3 汇编器
3.3.4 连接器
3.3.5 其他软件工具
3.3.6 TMS320C6000代码生成工具的应用
3.4 DSPs程序的优化
3.4.1 DSPs程序优化的基础
3.4.2 DSPs汇编程序优化
3.4.3 DSPsC程序优化
3.5 DSPs软件的开发与调试
3.5.1 DSPs软件的模块
3.5.2 MATLABSPs软件开发
3.5.3 DSPs数据传输软件的开发
3.5.4 实时嵌入式DSPs软件调试
参考文献

第4章 实时系统
4.1 实时系统概述
4.1.1 实时系统的可预测性
4.1.2 实时系统任务的分类
4.1.3 实时系统的模型
4.2 实时调度方法
4.2.1 时钟驱动方法
4.2.2 优先级驱动方法
4.2.3 加权轮转方法
4.3 实时操作系统
4.3.1 DSP/BIOS
4.3.2 VxWorks
4.4 实时系统设计
参考文献

第5章 数字信号处理器系统硬件设计
5.1 最小DSPs系统
5.1.1 最小配置DSPs系统和自加载
5.1.2 DSPs管脚和模式设置
5.2 CPU外部总线
5.2.1 CPU总线及访问时序
5.2.2 总线协议
5.2.3 直接存储器访问DMA
5.3 模数转换器ADC
5.3.1 离散化和数字化
5.3.2 ADC的性能指标及其测试
5.3.3 ADC与DSPs的接口
5.4 DSPs存储器接口设计
5.4.1 存储器的组成和分类
5.4.2 永久存储存储器
5.4.3 静态随机访问存储器(SRAM)
5.4.4 动态随机访问存储器—RAM)
5.4.5 DSPs与存储器接口设计
5.5 输入/输出接口
5.6 外设
5.6.1 定时器
5.6.2 多通道缓冲串口
5.6.3 主机接口
5.7 专用数字信号处理器技术
5.7.1 加法器结构
5.7.2 乘法器结构
5.7.3 除法
5.7.4 FFT处理器结构
5.7.5 VLSI阵列处理技术
参考文献

第6章 嵌入式处理系统
6.1 嵌入式计算系统概述
6.2 嵌入式处理系统设计
6.2.1 嵌入式系统设计流程
6.2.2 软硬件协同设计
6.2.3 折中设计
6.3 并行计算机的组织结构模型
6.4 嵌入式处理系统互连技术
6.4.1 分布式嵌入系统
6.4.2 互连拓扑结构简介
6.4.3 底板总线技术
6.4.4 点对点和交叉开关网技术
6.4.5 新一代互连规范和技术
6.5 多DSP处理器系统
6.5.1 按功能划分的串行多DSP处理器系统
6.5.2 按数据划分的并行多DSP处理器系统
6.5.3 数据共享紧耦合簇多DSP处理器系统
6.5.4 数据链接分布式多DSP处理器系统
6.5.5 异构分布式多处理器系统
参考文献

第7章 高速数字电路的设计与实现
7.1 高速电路的特点
7.2 信号完整性
7.2.1 概述
7.2.2 传输线理论
7.2.3 反射及端接技术
7.2.4 串扰及其改善
7.2.5 地弹及其改善
7.3 电路的调试与测试
7.3.1 测试的基本概念
7.3.2 电路的可测性
7.3.3 JTAG测试电路
7.3.4 测量仪器
7.4 电路板级设计
7.4.1 电路板级设计流程与仿真验证
7.4.2 用PADS软件进行电路板设计
7.4.3 电路板设计中EDA工具
7.4.4 电源和热设计
参考文献

第8章 C6000 DSPs处理器及其应用举例
8.1 C6000系列DSPs简介
8.1.1 C6000 DSPs的特点
8.1.2 C6000 DSPs的比较
8.1.3 C6000 DSPs的应用
8.2 C6000的最小系统设计
8.2.1 功能设置
8.2.2 电源设计
8.2.3 时钟设计
8.2.4 复位电路设计
8.2.5 JTAG电路设计
8.2.6 程序ROM设计
8.3 C6000应用实例
8.3.1 数据采集预处理板
8.3.2 双C6416并行信号处理板
8.3.3 基于CPCI的模块化雷达信号处理机
参考文献
缩略语表
……
序言 手段的不断提高,DSPs已经在社会生活的各个领域得到广泛应用,如手机、无线基站、Modem、数字照相机、马达控制、雷达等。数字信号处理器是数字信息处理的核心技术之一,成为电气工程师和科研人员必须掌握的技术之一。因此,在绝大部分大学都开设了这方面的课程。
目前有关数字信号处理技术的书很多,但大多是介绍某一具体处理器芯片的,例如就TI公司或AD公司的某一款或某一系列DSPs进行介绍,较少系统且深入地论述高速数字信号处理器结构及其应用系统所涉及的原理性问题。本书对高速数字信号处理器结构及系统的原理进行全面论述,介绍高速DSPs结构特点、类型、原理、发展趋势,DSPs系统的设计、组成、开发和应用等内容,介绍与DSPs应用有关的嵌入式处理系统技术,实时系统技术,高速数字电路设计与实现等。与同类书比较,具有以下特色:
(1) 注重内容的系统性。高速数字信号处理技术是多学科交叉技术,涉及信号处理理论、计算机结构、微电子技术、嵌入式处理系统、软件等多学科,本书对高速数字信号处理器及系统所涉及的技术内容进行系统、全面、准确的介绍,内容宽广,而不是仅就具体的数字信号处理器件进行介绍。
(2) 注重DSPs结构的介绍。处理器的结构是决定处理器速度很重要的因素,也是嵌入式处理系统设计重点考虑的因素,只有掌握DSPs的结构,才能把握DSPs的发展。本书详细介绍了超长指令字(VLIW)、单指令流多数据流(SIMD)、高速缓存等DSPs的主流结构。
(3) 注重DSPs工作原理的论述。详细论述DSPs的组成、特点、工作原理、外围电路、软硬件设计等,讨论DSPs技术的共性问题。
(4) 注重DSPs系统的介绍。学习DSPs是为了应用它,掌握DSPs组成的系统所涉及的知识是很重要的,本书将介绍DSPs系统设计、嵌入式处理系统设计、实时系统设计、软件优化等重点内容,并给出应用实例。
(5) 注重代表DSPs未来发展方向的新内容的介绍。例如实时操作系统及其在DSPs系统中的应用、DSP算法标准等。
(6) 注重实际应用的介绍。高速数字信号处理技术是一门实践性很强的课程,本书专门用一章篇幅介绍DSPs的一些典型应用。
本书共分8章: 第1章,概述数字信号处理技术的主要内容、DSPs的发展状况、DSPs的特点及系统设计等; 第2章,数字信号处理器结构,系统地介绍DSPs的组成、流水线、总线、存储器、高速缓存等结构和原理,介绍现代DSPs的VLIW结构和SIMD结构; 第3章,DSP软件编程,全面介绍DSPs指令系统、软件开发环境及工具、DSPs程序优化和开发调试等内容; 第4章,实时系统,介绍实时系统模型、任务调度方法、实时操作系统、实时系统设计等; 第5章,数字信号处理器系统硬件设计,详细介绍DSPs最小系统、DSPs外部总线及DMA访问、DSPs与ADC接口设计、存储器接口设计等,还介绍专用处理器技术; 第6章,嵌入式处理系统,介绍嵌入式处理系统设计流程、折中设计方法、多处理器组织结构模型、系统互连技术等; 第7章,高速数字电路的设计与实现,重点介绍高速电路信号完整性理论及应用、高速电路调试与测试、电路板级设计等; 第8章,C6000 DSPs处理器及其应用举例,介绍具有代表性的高性能DSPs C6000系列器件结构特点以及应用实例。
本书第1、2、5、6章由高梅国编写,第3、4章由田黎育编写,第7、8章由刘国满编写。本书内容很大程度上得到北京理工大学雷达技术研究所在DSPs教学和科研工作的支持,一定程度上反映了雷达技术研究所在DSPs芯片开发方面的技术状态。本书是毛二可院士领导的科技创新团队雷达技术研究所集体努力的结晶之一,特别感谢雷达技术研究所的老师和学生对本书的贡献。本书还得到美国德州仪器公司中国分公司的支持,在此表示感谢。
文摘 插图:

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