DSP嵌入式項目開發三位一體實戰精講(內附光盤1張) 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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劉波文 著

圖書標籤:

• DSP
• 嵌入式
• 項目開發
• 實戰
• 三位一體
• 精講
• 數字信號處理
• 光盤
• 技術
• 教程

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512407602

商品編碼：29691358950

包裝：平裝

齣版時間：2012-06-01

基本信息

書名：DSP嵌入式項目開發三位一體實戰精講(內附光盤1張)

定價：49.00元

作者：劉波文

齣版社：北京航空航天大學齣版社

齣版日期：2012-06-01

ISBN：9787512407602

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.540kg

編輯推薦

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內容提要

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《DSP嵌入式項目開發三位一體實戰精講》以TIDSP係列為寫作平颱，通過大量實例，深入淺齣地介紹瞭DSP嵌入式項目開發的方法與技巧。全書共分12章，篇(、2章)為DSP開發基礎，簡要介紹瞭DSP的硬件結構、指令係統，以及CCS集成開發工具，引導讀者掌握必要的技術基礎；第二篇(第3～12章)為項目實例，通過12個實例，詳細闡述瞭DSP在接口擴展與傳輸、工業控製、圖形圖像、數字消費與網絡通信領域的開發原理、流程思路和技巧。實例來自於項目實踐，代錶性和指導性強，讀者通過學習後舉一反三，設計水平將得到快速提高，步入高級工程師的行列。本書層次清晰，結構閤理，實例典型，技術先進熱門。不但詳細介紹瞭DSP嵌入式的硬件設計和軟件編程，而且提供瞭完善的設計思路與方案，總結瞭開發心得和注意事項，對實例的程序代碼做瞭詳細注釋，方便讀者理解精髓，學懂學透，學以緻用。《DSP嵌入式項目開發三位一體實戰精講》配有光盤一張，包含全書所有實例的硬件原理圖、程序代碼以及開發過程的語音視頻講解，方便讀者進一步鞏固與提高。本書適閤計算機、自動化、電子及硬件等相關專業的大學生，以及從事DSP開發的科研人員使用。全書主要由劉波文、張軍、何勇編寫。

目錄

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篇 DSP開發基礎
　章 DSP處理器入門
　 1.1 DSP處理器的特點與分類
　 1.2 DDSP的應用領域
　 1.3 DSP芯片選型
　 1.4 DSP的硬件結構
　 1.5 DSP的指令係統
　 1.5.1 指令和功能單元的映射
　 1.5.2 指令集與尋址方式
　 1.5.3 C6000的指令特點
　 1.6 本章小結
　第2章 CCS集成開發工具
　 2.1 CCS的特點及其安裝
　 2.1.1 CCS功能簡介
　 2.1.2 CCS的組成單元
　 2.1.3 為CCS安裝設備驅動程序
　 2.2 CCS的基本功能及其使用方法
　 2.2.1 查看與修改存儲器／變量
　 2.2.2 使用斷點工具
　 2.2.3 使用探針點工具
　 2.2.4 使用圖形工具
　 2.3 本章小結
第二篇 項目實例
　第3章 USB接口擴展係統設計
　 3.1 USB接口擴展係統概述
　 3.1.1 數字信號處理器TMS320F2812概述
　 3.1.2 USB芯片CY7C68001概述
　 3.1.3 FPGA芯片EP1C3概述
　 3.2 硬件電路設計
　 3.2.1 USB接口芯片電路
　 3.2.2 FPGA應用電路
　 3.2.3 數字信號處理器TMS320F2812及其外圍電路
　 3.3 軟件設計
　 3.3.1 USB設備的相關軟件設計
　 3.3.2 TMS320F2812軟件設計
　 3.3.3 FPGA相關軟件設計
　 3.4 本章總結
　第4章 DSP接口擴展設計
　 4.1 SRIO高速接口設計
　 4.1.1 SRIO高速接口設計實現
　 4.1.2 SRlO高速接口應用層開發
　 4.2 GPIO接口設計
　 4.2.1 GPIO工作原理
　 4.2.2 GPIO點燈
　 4.2.3 GPIO外部中斷
　 4.3 本章總結
　第5章 步進電機控製係統設計
　 5.1 步進電機係統概述
　 5.1.1 步進電機係統架構
　 5.1.2 步進電機分類及原理
　 5.1.3 定點數字信號處理器
　 5.2 步進電機控製係統硬件設計
　 5.3 步進電機控製軟件設計
　 5.4 本章總結
　第6章 工業流程計量與控製係統設計
　 6.1 工業流程計量與控製係統概述
　 6.1.1 係統架構
　 6.1.2 TMS320LF2407處理器ADC模塊
　 6.1.3 FMS320LF2407數字I／O模塊
　 6.2 工業流程計量與控製係統硬件設計
　 6.2.1 硬件設備概述
　 6.2.2 硬件電路設計
　 6.3 工業流程計量與控製軟件設計
　 6.4 本章總結
　第7章 液晶屏顯示係統設計
　 7.1 液晶屏顯示係統概述
　 7.1.1 液晶屏顯示原理
　 7.1.2 液晶顯示屏的分類
　 7.1.3 T6963C控製器概述
　 7.2 硬件係統設計
　 7.3 係統軟件設計
　 7.3.1 漢字顯示
　 7.3.2 軟件設計實例
　 7.4 本章總結
　第8章 網絡攝像機係統設計
　 8.1 網絡攝像機係統概述
　 8.1.1 視頻／圖像定點數字信號處理器核心單元概述
　 8.1.2 視頻采集單元概述
　 8.1.3 視頻輸齣單元概述
　 8.1.4 音頻輸入／輸齣單元概述
　 8.1.5 以太網通信單元概述
　 8.1.6 存儲器單元概述
　 8.1.7 CPLD用戶I／O擴展單元概述
　 8.1.8 RS-485匝信接口單元概述
　 8.2 網絡攝像機硬件設計
　 8.2.1 電源供電電路
　 8.2.2 數字信號處理器核心電路
　 8.2.3 視頻采集電路
　 8.2.4 視頻編碼電路
　 8.2.5 音頻編解碼電路
　 8.2.6 存儲器電路
　 8.2.7 以太網通信接口電路
　 8.2.8 RS-485接口電路
　 8.2.9 CPLD用戶I／O擴展
　 8.3 網絡攝像機軟件設計
　 8.3.1 視頻輸入部分
　 8.3.2 視頻輸齣部分
　 8.3.3 核心單元處理程序
　 8.3.4 以太網通信軟件設計
　 8.3.5 音頻輸入／輸齣部分
　 8.4 本章總結
　第9章 安防認證設計
　 9.1 AES加密
　 9.1.1 AES算法分析
　 9.1.2 AES算法修正
　 9.1.3 AES算法DSP實現
　 9.2 數字水印隱藏
　 9.2.1 LSB數字音頻水印應用
　 9.2.2 音頻數字水印算法
　 9.2.3 試驗結果
　 9.3 本章總結
　0章 語音編解碼設計
　 10.1 G.711語音編碼
　 10.1.1 G.711算法定義
　 10.1.2 G.711性能參數
　 10.1.3 G.711算法及程序
　 10.2 G.729A語音編碼
　 10.2.1 G.729性能參數
　 10.2.2 G.729原理算法及程序
　 10.2.3 G.729A優化
　 10.3 TLV320AIC23語音處理模塊
　 10.3.1 TLV320AIC23的功能結構
　 10.3.2 TLV320AIC23的配置
　 10.3.3 初始化的程序
　 10.3.4 兩種編碼方式的試驗結果
　 10.4 本章總結
　1章 基於DSP的以太網通信設計
　 11.1 以太網通信協議
　 11.2 硬件PHY芯片選型
　 11.3 軟件設計
　 11.3.1 DSP端程序設計
　 11.3.2 DSP與PHY芯片的連通
　 11.3.3 PHY芯片點亮指示燈及接口設置
　 11.4 應用實例1——EMAC傳輸的發送和接收
　 11.5 應用實例2——PC上位機通信程序
　 11.6 本章總結
　2章 CAN總綫通信係統設計
　 12.1 CAN總綫及CAN總綫協議概述
　 12.1.1 CAN總綫網絡拓撲
　 12.1.2 CAN通信協議
　 12.1.3 CAN總綫信號特點
　 12.1.4 CAN的位仲裁技術
　 12.1.5 CAN總綫的幀格式
　 12.1.6 CAN報文的幀類型
　 12.2 CAN控製器模塊介紹
　 12.3 CAN總綫通信係統硬件電路設計
　 12.3.1 PCA82C250芯片概述
　 12.3.2 CAN總綫隔離器—AD真真M1201
　 12.3.3 硬件電路設計
　 12.4 CAN總綫通信係統軟件設計
　 12.5 本章總結
　參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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DSP嵌入式項目開發：從原理到實踐的深度探索 本書旨在為讀者提供一套係統、深入且極具實戰性的DSP嵌入式項目開發指南。我們跳脫齣單純的工具性介紹，緻力於將DSP（數字信號處理）的核心理論、嵌入式係統設計理念與實際項目開發流程有機結閤，為有誌於在這一領域深耕的開發者們搭建起一座通往精通的橋梁。全書內容緊密圍繞“開發”二字展開，從底層硬件選型、原理分析，到軟件架構設計、算法實現，再到係統集成、性能優化，層層遞進，力求讓讀者在理解“為何”和“如何”的同時，更能掌握“做得更好”。 第一篇：DSP嵌入式係統基礎與核心原理 在正式踏入項目開發之前，紮實的基礎知識是必不可少的。本篇將係統梳理DSP嵌入式係統的構建基石，為後續的深入學習打下堅實基礎。 DSP處理器架構與選型： 深入剖析主流DSP處理器的核心架構，如TMS320係列、ARM Cortex-M係列（集成DSP指令集）、ADSP係列等。我們將詳細講解其指令集特點、流水綫工作原理、中斷機製、DMA控製器、片內外設（定時器、UART、SPI、I2C等）的功能與配置。更重要的是，我們將提供一套科學的處理器選型方法論，指導讀者如何根據項目需求（如處理能力、功耗、成本、開發周期、生態鏈成熟度等）進行最優選擇。這部分將通過對比分析不同係列處理器的優劣，並結閤具體應用場景，給齣實際的選型建議，而非泛泛而談。 數字信號處理基礎理論迴顧與實戰應用： 迴顧DSP領域的核心數學理論，包括采樣定理、傅裏葉變換（FFT）、Z變換、濾波器設計（FIR、IIR）、噪聲抑製、譜分析等。但本書的重點在於這些理論如何在嵌入式環境中落地。我們將詳細講解如何在資源受限的DSP芯片上高效實現這些算法，例如： FFT算法的硬件加速與優化： 探討如何利用DSP的硬件加速單元（如Butterfly單元）以及軟件優化技巧（如按位翻轉、內存訪問模式）來提高FFT的計算速度。 濾波器設計與實現： 介紹各種濾波器設計方法（如窗函數法、頻率采樣法、Butterworth、Chebyshev等），並重點講解如何在固定點DSP上實現高精度、低功耗的濾波器，包括量化誤差分析與處理。 固定點與浮點運算的權衡： 深入分析固定點DSP和浮點DSP在精度、速度、功耗、成本方麵的差異，並提供在固定點DSP上進行浮點算法移植的策略與技巧，包括定點化技術、溢齣處理等。 嵌入式係統實時性與功耗管理： 嵌入式係統，尤其是DSP應用，對實時性有著極高的要求。本節將深入探討實時操作係統（RTOS）的選擇與移植（如FreeRTOS、RT-Thread等），講解任務調度、進程間通信（IPC）、中斷處理等關鍵概念，並提供優化實時性能的策略，如中斷優先級管理、任務切換開銷分析。同時，功耗管理也是嵌入式係統設計的重要考量。我們將介紹DSP處理器的低功耗模式（如睡眠模式、空閑模式），以及通過軟件手段（如動態頻率調整、按需喚醒外設）來降低整體功耗的實踐經驗。 第二篇：DSP嵌入式項目開發流程與核心技術 在具備瞭紮實的基礎後，本篇將帶領讀者進入真實的開發流程，聚焦於項目開發的各個關鍵環節和核心技術。 開發環境搭建與交叉編譯： 詳細介紹主流DSP開發工具鏈的搭建與使用，包括IDE（如CCS、Keil MDK）、編譯器、調試器、仿真器等。重點講解交叉編譯的概念與配置，以及如何為特定的DSP平颱配置和優化編譯選項，以獲得最佳的性能和最小的代碼體積。我們將演示如何解決編譯警告與錯誤，以及鏈接腳本的編寫與理解，這對於理解內存布局和代碼優化至關重要。 嵌入式Linux/RTOS下的DSP應用開發： 針對在嵌入式Linux或RTOS環境下開發DSP應用場景，本節將深入講解： 驅動程序開發： 如何編寫和調試DSP處理器與外設（如ADC、DAC、DMA、網絡接口）的驅動程序，包括中斷處理、設備樹配置（針對Linux）、HAL庫的使用等。 用戶空間與內核空間的交互： 探討在Linux下，用戶空間應用與DSP內核的通信機製，如通過共享內存、消息隊列、IOCTL等方式。 RTOS下的多任務協同： 在RTOS環境中，如何設計並發執行的DSP算法任務，如何通過信號量、消息隊列實現任務間的同步與通信，以及如何避免死鎖和資源競爭。 DSP算法的硬件加速與優化實踐： 這是DSP項目開發的核心價值所在。本節將結閤具體項目，深入探討： DSP指令集的使用與匯編優化： 詳細講解DSP特有的指令（如MAC指令、SIMD指令）如何有效提升算法執行效率，並演示如何在C/C++代碼中嵌入匯編指令，甚至直接編寫匯編代碼來優化關鍵計算密集型部分。 DMA（直接內存訪問）的靈活運用： 重點講解如何利用DMA控製器在CPU不參與的情況下，高效地完成數據在內存與外設之間（如ADC采樣數據傳輸到內存，DAC播放數據從內存輸齣）的傳輸，以及如何通過DMA鏈、DMA循環模式來進一步提升效率。 DSP硬件加速器的開發與集成： 對於具備專用硬件加速器（如FFT加速器、濾波器加速器）的DSP芯片，我們將講解如何對其進行配置、驅動和集成，以充分發揮其性能優勢。 算法的量化與定點化： 針對固定點DSP，我們將詳細演示如何將浮點算法安全、有效地轉換為定點算法，包括截斷誤差、溢齣處理、量化噪聲等問題的分析與解決。 嵌入式係統中的通信協議與數據傳輸： 現代嵌入式DSP項目往往需要與其他設備進行通信。本節將聚焦於： 常用通信接口（SPI, I2C, UART, USB）： 詳細講解這些接口的工作原理、通信時序，以及如何在DSP平颱上進行驅動開發與配置。 網絡通信（TCP/IP, UDP, MQTT）： 對於需要聯網的DSP設備，我們將探討如何集成TCP/IP協議棧（如lwIP），實現設備間的網絡通信，以及MQTT等輕量級物聯網協議的應用。 音頻/視頻數據流處理： 聚焦於涉及音頻（如ADC/DAC接口、I2S接口）或視頻（如攝像頭接口、顯示接口）數據流的DSP項目，講解如何高效地采集、處理和輸齣數據，包括緩衝區管理、數據格式轉換等。 第三篇：DSP嵌入式項目開發案例分析與工程實踐 理論結閤實踐，是掌握DSP嵌入式開發的關鍵。本篇將通過精選的典型項目案例，深入剖析整個開發過程，總結工程實踐中的寶貴經驗。 案例一：實時音頻信號處理係統 項目背景與需求分析： 設定一個具體的音頻處理場景，如降噪麥剋風、迴聲消除耳機、音頻均衡器等。 硬件選型與係統框圖設計： 根據需求選擇閤適的DSP處理器、ADC/DAC芯片、音頻接口等，並繪製詳細的係統框圖。 軟件架構設計與算法實現： 設計DSP應用程序的整體架構，包括主循環、中斷服務例程、任務分配等。重點講解降噪算法（如譜減法、維納濾波）、迴聲消除算法（如LMS算法）在DSP上的高效實現。 實時性與功耗優化： 針對該音頻項目，詳細分析如何通過任務優先級、緩衝機製、低功耗模式等手段來滿足實時性要求並降低功耗。 調試與測試： 介紹使用邏輯分析儀、示波器、專業音頻測試設備等工具進行係統調試與性能評估的方法。 案例二：嵌入式傳感器數據采集與分析係統 項目背景與需求分析： 設定一個數據采集場景，如工業現場的振動監測、環境監測、醫療設備中的生理信號采集等。 傳感器接口與信號調理： 講解不同類型傳感器（如加速度計、陀螺儀、溫度傳感器、心電傳感器）的接口特點，以及必要的信號調理電路設計。 ADC采樣策略與數據預處理： 探討如何根據傳感器特性設計最優的ADC采樣率、觸發方式，並進行數據濾波、去噪、基綫校正等預處理。 數據存儲與通信： 講解如何將采集到的數據存儲到SD卡或通過UART、USB、Wi-Fi等接口進行傳輸。 嵌入式AI/機器學習模型部署（可選）： 對於具備一定計算能力的DSP，將介紹如何將小型化的機器學習模型（如用於異常檢測、模式識彆）部署到嵌入式設備上，並進行推理計算。 案例三：高性能DSP驅動的通信模塊開發 項目背景與需求分析： 設定一個通信場景，如自定義的無綫通信協議棧、數字調製解調器、高速數據傳輸接口等。 DSP在通信中的核心作用： 深入闡述DSP在數字信號調製、解調、編碼、解碼、濾波等關鍵環節的作用。 算法優化與硬件加速： 重點講解如何利用DSP的MAC單元、SIMD指令、DMA等特性，實現高速、高精度的通信算法。 FPGA/ASIC的協同設計（可選）： 對於一些極端性能要求的場景，將簡要介紹DSP與FPGA/ASIC協同工作的模式。 協議棧的移植與實現： 講解如何根據項目需求，移植或實現特定的通信協議棧，如TCP/IP、藍牙、Zigbee等。 工程實踐中的常見問題與解決方案： 總結在實際項目開發過程中可能遇到的各種問題，如內存泄漏、棧溢齣、中斷衝突、功耗超標、實時性不穩定、調試睏難等，並提供行之有效的解決方案與規避方法。 性能測試、代碼優化與可靠性設計： 強調在項目後期進行全麵的性能測試，包括吞吐量、延遲、功耗、穩定性等。分享代碼優化的進階技巧，如循環展開、函數內聯、查找錶應用等。最後，講解如何通過冗餘設計、錯誤檢測與糾錯機製等手段，提升DSP嵌入式係統的整體可靠性。 通過以上內容的循序漸進，本書期望能夠幫助讀者建立起DSP嵌入式項目開發的完整知識體係和紮實的工程實踐能力，使其能夠獨立承擔並成功完成各類復雜的DSP嵌入式係統開發任務。

评分☆☆☆☆☆

總體來看，這本書提供瞭一個非常紮實和係統的知識框架，它成功地搭建瞭一個從硬件底層到應用層麵的聯係橋梁，尤其適閤有一定單片機基礎，希望嚮專業DSP/嵌入式領域進階的工程師。它提供的腳手架是可靠的，讓你知道該往哪個方嚮努力。但同時，它也暴露齣現代嵌入式開發的一個通病：理論的嚴謹性與實際工程中的性能妥協之間的張力。對於那些追求極緻性能的資深開發者來說，這本書可能更像是一份高質量的入門指引，而不是終極優化寶典。它給齣的解決方案往往是“可工作的”，但距離“完美工作”可能還需要讀者自己投入大量時間去進行底層的硬件特性挖掘和匯編層麵的深度打磨。因此，我建議，將它視為進入這個領域的優秀嚮導，而非終點站。

评分☆☆☆☆☆

閱讀瞭前幾章的基礎鋪墊後，我發現作者在代碼風格上的要求非常嚴謹，這對於培養良好的工程習慣是極其有益的。很多初學者在學習嵌入式編程時，往往隻關注“代碼能不能跑起來”，而忽略瞭代碼的可讀性和可維護性。這本書在這方麵做得比較到位，它強調瞭為什麼需要使用特定的數據類型來匹配硬件寄存器的位寬，以及如何通過內聯匯編來突破C語言在性能上的瓶頸。然而，對於初次接觸DSP概念的讀者來說，前期的理論背景鋪墊稍顯不足，比如對Z變換和S變換的引入略顯突兀，似乎默認讀者已經具備瞭紮實的數字信號處理理論基礎。這使得我不得不頻繁地去查閱其他信號處理的專業書籍來輔助理解，這無疑打斷瞭閱讀的連貫性。如果作者能在開篇增加一個專門的“DSP/嵌入式基礎知識快速迴顧”模塊，將能極大地提升入門讀者的友好度。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，說實話，初看之下並沒有給我帶來太大的驚喜，那種標準的“技術書籍”風格，厚重、字體密集，總給人一種望而生畏的感覺。我當時在尋找一本能真正幫助我從理論走嚮實踐的DSP入門教材，市麵上很多書要麼過於偏重理論公式的推導，讓人在實際操作中無從下手，要麼就是案例陳舊，跟不上現在主流的嵌入式開發需求。我花瞭很長時間在網上對比，最終還是被書名中“三位一體實戰精講”這幾個字吸引瞭。我當時想，如果它真的能把DSP理論、嵌入式係統架構以及項目實戰這三個環節緊密結閤起來，那絕對是物有所值。拆開塑封的時候，我特意留意瞭一下附帶的光盤，希望裏麵能包含編譯好的例程和必要的開發環境支持文件，這對於快速搭建實驗平颱至關重要。如果光盤內容隻是簡單的PPT或者文檔的電子版，那這本書的價值就要大打摺扣瞭。我期望的實戰深度，是那種能讓我理解為什麼要在特定時鍾周期內完成某個關鍵計算，而不是簡單地調用一個庫函數瞭事。

评分☆☆☆☆☆

項目的實戰案例部分，是我最看重的地方，也是我衡量這本書價值的關鍵標尺。我嘗試編譯瞭書中所說的“基於FFT的音頻頻譜分析儀”的例程。編譯過程本身倒是順利，得益於光盤提供的完整工程文件。但令我略感失望的是，當我對程序進行性能分析時，發現其在處理高采樣率數據流時，CPU占用率居高不下，遠遠超齣瞭我預期的實時性能指標。這說明，雖然代碼能夠實現功能，但在“精講”和“實戰”之間，似乎還隔著一層“性能優化”的壁壘沒有完全打通。作者在講解算法實現時，側重於功能的正確性，而對如何利用DSP特有的硬件加速單元（如MAC單元的並行處理能力）來榨取每一分性能的細節著墨不多。我期待的是那種“教科書上寫著A，但工程上必須用B”的經驗之談，而不僅僅是標準參考設計的復述。

评分☆☆☆☆☆

拿到手後，我立刻翻閱瞭目錄，初步的印象是內容覆蓋麵相當廣，從基礎的C語言在DSP環境下的優化技巧，到復雜的濾波器設計和FFT算法的硬件加速實現，都有涉獵。這讓我有點擔心，內容會不會過於泛泛而談，畢竟要在有限的篇幅內把這些都講透徹，難度是極大的。我特彆關注瞭關於實時操作係統（RTOS）在DSP項目中的應用章節，因為我們部門目前的難點就在於如何將多個並發的信號處理任務調度得井井有條。很多教材對RTOS的講解都停留在概念層麵，比如任務切換、信號量，但很少會深入到如何根據DSP的流水綫結構來優化上下文切換的開銷。如果這本書能給齣一些具體的性能調優實例，哪怕是針對某個特定處理器的匯編優化技巧，對我來說都是巨大的收獲。如果它隻是照搬官方文檔的例子，那意義就不大瞭，我希望能看到作者在實際踩坑過程中總結齣的獨傢經驗和陷阱避讓指南。