《“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材:DSP技术的发展与应用(第3版)》是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材.全书共分八章:第1章简略地讨论数字信号处理的基本思想及其优越性,DSP处理器的基本结构和特点,以及系统设计工程师们关心的如何评价和选择DSP处理器的问题,第二章介绍近年来DSP处理器和DSP核的新发展.第三章讨论DSP的开发环境与工具,重点介绍TI公司的DSP集成开发环境CCS,第四章比较详细地讨论了DSP方案的工程实现.第五章讨论通用算术运算及其DSP实现。第六章讨论通用数字滤波器设计及其DSP实现,第七章讨论通用频谱分析及其DSP实现.第八章以双音多频(DTMF)的编解码,MP3、VITERBI译码等典型的工程应用为例,讨论设计DSP系统时应该考虑的问题。 《“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材:DSP技术的发展与应用(第3版)》的读者对象是电子信息类专业的研究生和高年级本科生,以及科学技术界和产业界从事DSP技术研究和开发的科研人员和工程技术人员。
半个世纪以来,DSP技术的发展与推广应用,完全可以用如火如荼来形容。
自2007年本书第二版出版以来,无论是DSP技术本身还是其应用又有了极大的变化,促使我们尽快对其进行修订。
DSP技术自身的发展和变化是惊人的。为了适应应用市场的需求,相关算法、处理器核和芯片及其开发、调试以及周边技术都在发生极大、极迅速的变化。
以移动通信领域的应用为例(之所以选择这个例子,是因为该领域历来是DSP技术发展和应用的最重要的领域之一。据统计,移动通信所使用的处理器已经占到市场份额的70%以上;其技术的进步也极为迅速,能够充分反映DSP技术的发展)。据市场调查公司统计,2011年全球生产手机约15亿部,其中中国生产约10亿部。智能手机(smartphone)的数量增长更快,所占的市场份额也越来越大。
移动通信所采用的技术发展极快。短短的时间内就完成了从模拟技术向数字技术的更新换代。仅以传输码率来看,短短十几年的时间,从2G的10-20kbps,到3G的384kbps一2Mbps,再到4G(LTE)的100Mbps~1Gbps。离开从基带到信道的数字信号处理算法的研究以及实现技术的进步,这样的发展速度完全无从谈起。
移动通信所提供的服务,从比较单纯的话音和短信通信,到图像和视频的采集记录与传输、导航和定位、电子邮件、网站浏览和检索、移动电视、收音与录音、蓝牙、购物与电子支付,各种服务功能不断丰富,不胜枚举。当然,要实现这些服务,远不仅仅是终端的问题,还需要有给予支撑的整个系统和基础设施,这就要求有更为复杂的算法、更为先进的实现平台以及相应的技术。云技术的发展将其推向了更高的水平。
以上种种都对作为主要支撑技术的DSP技术带来了巨大的压力和发展动力。无论是算法的开发与改善,还是算法实现平台的软硬件技术,都由此而获得了长足的进步。
一代又一代新的基础设施,要求有新的平台和新的算法,由此而催生了一代又一代高性能的多核DSP处理器。
彭启琮,1946年生,四川省乐山人。本科毕业于清华大学无线电电子学系,研究生毕业于成都电讯工程学院无线电技术系,美国密苏里大学及明尼苏达大学访问学者。现任电子科技大学教授、博士生导师。中国通信学会通信理论与信号处理专业委员会副主任,四川省通信学会副理事长。2003年获“首届高校教学名师奖”,主持的电子科技大学“数字信号处理”课程被评为“2004年度国家精品课程”。
第1章 绪论
1.1 DSP技术的概念及其发展
1.2 数字信号处理的优势
1.3 DSP核和DSP处理器的主要结构特点
1.3.1 哈佛结构和改善的哈佛结构
1.3.2 流水技术(Pipeline)
1.3.3 硬件乘法器和乘一加(MAC)指令
1.3.4 独立的直接存储器访问(DMA)总线及其控制器
1.3.5 数据地址发生器(DAG)
1.3.6 丰富的外设(peripherals)
1.3.7 定点DSP处理器与浮点DSP处理器
1.4 如何评价DSP核和DSP处理器
1.4.1 传统的性能评价方法(MIPS、MOPS和MMACS)
1.4.2 应用型评价指标
1.4.3 BDTI的核心算法评价指标
1.4.4 核心算法执行情况的测量
1.4.5 评价结果
1.4.6 应用分析
1.4.7 其他考虑
1.4.8 EEMBC性能指标
1.5 如何选择DSP核和DSP处理器
1.5.1 数据格式
1.5.2 数据宽度
1.5.3 速度
1.5.4 存储器的安排
1.5.5 容易开发
1.5.6 支持多处理器
1.5.7 功耗与电源管理
1.5.8 成本
1.5.9 结论
思考题与练习题
第2章 DSP核和DSP处理器的新发展
2.1 DSP核和DSP处理器实现高速运算的途径
2.1.1 硬件乘法器及乘一加单元
2.1.2 多个执行单元
2.1.3 高效的存储器访问
2.1.4 数据格式
2.1.5 零开销循环
2.1.6 数据流的线性I/O
2.1.7 专门的指令集
2.2 当前DSP处理器结构的发展趋势
2.2.1 传统的DSP处理器
2.2.2 强化的传统结构DSP处理器
2.2.3 并行结构
2.2.4 单指令多数据(SIMD)
2.2.5 其他形式的DSP处理器
2.3 新近推出的DSP核和DSP处理器
2.3.1 Lucent公司和Motorola公司联合开发的Starcore
2.3.2 ADI公司和Intel公司联合开发的DSP核-Blackfin
2.3.3 TI公司新的系列DSP核
2.3.4 ARM核
2.4 新近推出的多核DSP处理器
2.4.1 同构多核DSP处理器
2.4.2 集成了DSP核的异构多核SoC处理器
思考题与练习题
第3章 DSP的开发环境和工具
3.1 集成开发环境CCS
3.1.1 CCS的功能
3.1.2 利用CCS开发DSP程序的流程
3.1.3 CCS中代码生成工具的使用
……
第4章 DSP方案工程实现
第5章 通用算术运算及其DSP实现
第6章 通用数字滤波器设计及其DSP实现
第7章 通用频谱分析及其DSP实现
第8章 DSP应用方案举例