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实时数字信号处理(从MATLAB到C):基于TMS320C6xDSP

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  • ISBN:9787512432123
  • 装帧:一般胶版纸
  • 册数:暂无
  • 重量:暂无
  • 开本:24cm
  • 页数:14,429页
  • 出版时间:2020-06-01
  • 条形码:9787512432123 ; 978-7-5124-3212-3

本书特色

第3版(即本书)为新的、功能强大的廉价DSP开发电路板提供支持,该电路板目前可从德州仪器公司(TI)获得,即OMAPL138OMAPL138同时包含C6748和ARM处理器内核,此书二者都用。 LCDK这个复杂但功能极其丰富的电路板是一个很好的例子,说明了为什么此书被如此多的工程师、教育工作者和学生使用:我们让开始使用这个电路板进行实时DSP变得容易,并使读者少走了许多弯路。本书所支持的DSP板的更详细描述见第1章。第3版还包括两个应早期版本的读者所要求的新的实时DSP项目(探索二阶节的使用和自适应滤波器的设计)。

内容简介

这是一本在实时数字信号处理(DSP)方面非常实用的书。它从基础的核心理论讲起,再结合理论探讨具体的工程实践,用winDSK、MATLAB与C语言实现进行实践对比,循序渐进地引导读者将理论与实践进行有机结合。特别地,第Ⅰ部分“理论基础”中各章的*后一节“问题”,指引读者进行深入思考与回顾;第Ⅱ部分“项目实践”中各章的*后一节“后继挑战”,拓展读者的实践思维,增强实践能力。

目录

图清单ⅰ

表格清单ⅸ

程序清单

第Ⅰ部分: 理论基础

第1章本书介绍与组织3

1.1为什么您需要这本书?3

1.1.1其他DSP书籍3

1.1.2演示与DSP硬件4

1.1.3本书的哲学4

1.2实时DSP5

1.3如何使用本书5

1.3.1支持的电路板6

1.3.2主机到DSP电路板通信9

1.3.3过渡到实时11

1.3.4章节涵盖内容12

1.3.5硬件与软件安装13

1.3.6阅读程序清单14

1.4准备开始14

1.5问题15

第2章采样和重构16

2.1理论16

2.1.1选择采样频率16

2.1.2输入/输出问题: 样本或者帧?16

2.1.3TalkThrough概念17

2.2winDSK演示17

2.2.1启动winDSK17

2.2.2TalkThru应用18

2.3使用Windows实现TalkThrough20

2.4使用MATLAB和Windows实现TalkThrough23

2.4.1只使用MATLAB实现TalkThrough26

2.4.2使用MATLAB和DSK实现TalkThrough29

2.5使用C语言实现DSK30

2.6后继挑战31

2.7问题32

第3章FIR数字滤波器33

3.1理论33

3.1.1传统标记法33

3.1.2FIR滤波器与IIR滤波器的比较34

3.1.3计算滤波器输出34

3.2winDSK演示36

3.2.1图形均衡器应用36

3.2.2陷波滤波器应用37

3.2.3音频效果应用39

3.3MATLAB实现40

3.3.1内置方法40

3.3.2创建您自己的滤波器算法44

3.4使用C语言的DSK实现46

3.4.1采用C语言的暴力FIR滤波: **部分46

3.4.2采用C语言的暴力FIR滤波: 第二部分49

3.4.3环形缓冲FIR滤波52

3.5后继挑战53

3.6问题54



目录


实时数字信号处理(从MATLAB到C)——基于TMS320C6x DSP(第3版)第4章IIR数字滤波器55

4.1理论55

4.2winDSK演示: 陷波滤波器应用58

4.3MATLAB实现60

4.3.1滤波器设计与分析60

4.3.2IIR滤波器标记法69

4.3.3框图70

4.3.4内置方法77

4.3.5创建您自己的滤波器算法77

4.4使用C语言的DSK实现79

4.4.1暴力FIR滤波79

4.4.2更高效的IIR滤波80

4.5后继挑战80

4.6问题81

第5章周期信号的生成82

5.1理论82

5.1.1DSP中的周期信号82

5.1.2信号生成84

5.2winDSK演示90

5.2.1任意波形90

5.2.2双音多频(DTMF)91

5.3MATLAB实现93

5.3.1直接数字合成器技术93

5.3.2表查找技术94

5.4使用C语言的DSK实现95

5.4.1直接数字合成器技术95

5.4.2表查找技术97

5.4.3带表创建的表查找技术98

5.4.4数字谐振器技术100

5.5伪噪声序列101

5.5.1理论102

5.5.2winDSK演示107

5.5.3MATLAB实现107

5.5.4使用C语言的DSK实现113

5.6后继挑战119

5.7问题119

第6章基于帧的DSP120

6.1理论120

6.1.1基于样本的DSP的缺点120

6.1.2什么是帧?121

6.2winDSK演示123

6.3MATLAB实现124

6.4使用C语言的DSK实现125

6.4.1三重缓冲125

6.4.2一个基于帧的DSP例子126

6.4.3使用直接存储器存取(DMA)131

6.5基于帧处理的总结140

6.6后继挑战141

6.7问题141

第7章使用帧的数字滤波器142

7.1理论142

7.2winDSK演示142

7.3MATLAB实现142

7.4使用C语言的DSK实现142

7.4.1理解针对帧的FIR过程143

7.4.2如何避免“边缘”问题144

7.4.3C语言代码解释144

7.5后继挑战146

7.6问题147

第8章快速傅里叶变换148

8.1理论148

8.1.1定义FFT148

8.1.2旋转因子149

8.1.3FFT处理149

8.1.4位反转寻址152

8.1.5使用FFT进行滤波152

8.1.6避免循环卷积153

8.1.7实时快速卷积155

8.2winDSK演示158

8.3MATLAB实现158

8.4使用C语言实现158

8.5后继挑战162

8.6问题162

第9章频谱分析与窗口化164

9.1理论164

9.1.1信号的功率谱164

9.1.2窗口化需要166

9.1.3窗口特征168

9.2winDSK演示171

9.3MATLAB实现173

9.4使用C语言的DSK实现175

9.5结论175

9.6后继挑战176

9.7问题176

第Ⅱ部分: 项目实践

第10章项目1: 吉他特效181

10.1项目介绍181

10.2理论181

10.2.1背景181

10.2.2效果如何工作182

10.3winDSK演示193

10.4MATLAB实现194

10.4.1FIR梳状滤波器194

10.4.2IIR梳状滤波器195

10.4.3陷波滤波器198

10.4.4镶边器199

10.4.5颤音200

10.5使用C语言的DSK实现201

10.5.1实时的梳状滤波器201

10.5.2其他实时特效204

10.6后继挑战204

第11章项目2: 图形均衡器206

11.1理论206

11.2winDSK演示207

11.2.1图形均衡器应用207

11.2.2图形均衡器效果208

11.3MATLAB实现209

11.4使用C语言的DSK实现211

11.4.1将增益应用于滤波器频带211

11.4.2GEL文件滑块控件213

11.5后继挑战214

第12章项目3: 二阶节215

12.1理论215

12.2winDSK演示: 陷波滤波器应用219

12.3MATLAB实现219

12.4使用C语言的DSK实现222

12.4.1示例SOS代码222

12.5思考要点223

12.6后继挑战223

第13章项目4: 峰值音量表224

13.1理论224

13.2winDSK演示: commDSK224

13.3MATLAB实现225

13.4使用C语言的DSK实现226

13.4.1示例PPM代码226

13.4.2DSK的LED控制228

13.4.3另一个PPM代码版本228

13.5后继挑战230

第14章项目5: 自适应滤波器231

14.1理论231

14.1.1自适应滤波器解决的问题232

14.1.2LMS自适应滤波器233

14.2winDSK8演示234

14.3MATLAB实现234

14.4使用C语言的DSK实现237

14.5后继挑战239

第15章项目6: AM发射器240

15.1理论240

15.2winDSK演示242

15.3MATLAB实现242

15.4使用C语言的DSK实现245

15.5后继挑战247

第16章项目7: AM接收器248

16.1理论248

16.1.1包络检波器249

16.1.2基于希尔伯特(Hilbert)的AM接收器255

16.2winDSK演示258

16.3MATLAB实现258

16.4使用C语言的DSK实现260

16.5后继挑战262

第17章项目8: 锁相环263

17.1理论263

17.2winDSK演示264

17.3MATLAB实现264

17.3.1PLL仿真264

17.3.2对MATLAB实现的一些更新270

17.4使用C语言的DSK实现272

17.4.1PLL的组件272

17.4.2系统测试275

17.5后继挑战277

第18章项目9: BPSK数字发射器278

18.1理论278

18.1.1随机数据和符号生成278

18.1.2使用对拓矩形位的BPSK279

18.1.3使用脉冲调制(IM)升余弦形位的BPSK280

18.2winDSK演示281

18.2.1commDSK: 未滤波的BPSK282

18.2.2commDSK: 升余弦滤波的BPSK283

18.3MATLAB实现286

18.3.1矩形BPSK信号发生器286

18.3.2脉冲调制的升余弦BPSK信号发生器288

18.4使用C语言的DSK实现291

18.4.1一个矩形脉冲形BPSK发射器292

18.4.2一个升余弦脉冲形BPSK发射器293

18.4.3实时代码总结295

18.5后继挑战295

第19章项目10: BPSK数字接收器296

19.1理论296

19.1.1匹配滤波器的输出298

19.1.2眼图299

19.1.3*大似然定时恢复300

19.2winDSK演示302

19.3MATLAB实现302

19.4使用C语言的DSK实现307

19.4.1数字接收器的组件307

19.4.2系统测试312

19.5后继挑战314

第20章项目11: MPSK与QAM数字发射器315

20.1理论315

20.1.1基于I和Q的发射器315

20.1.2一些星座图317

20.2winDSK演示320

20.2.1commDSK: 根升余弦滤波的QPSK320

20.3MATLAB实现323

20.3.1脉冲调制根升余弦QPSK信号发生器323

20.4使用C语言的DSK实现327

20.4.1一个根升余弦脉冲形QPSK发射器327

20.4.2一个更高效的RRC脉冲形QPSK发射器330

20.4.3实时代码总结332

20.5高阶调制方案333

20.6后继挑战333

第21章项目12: QPSK数字接收器334

21.1理论334

21.2winDSK8演示337

21.3MATLAB实现337

21.3.1通过AGC仿真337

21.3.2一个完整的QPSK接收器341

21.4使用C语言的DSK实现346

21.4.1通过AGC实现 346

21.4.2一个完整的QPSK接收器350

21.4.3系统测试357

21.5后继挑战359

第Ⅲ部分: 附录

附录ACode Composer Studio: 概述363

A.1介绍363

A.2启动Code Composer Studio363

A.3结论364

附录BDSP/BIOS366

B.1介绍366

B.1.1DSP/BIOS的主要特性366

B.1.2DSP/BIOS线程366

B.2DSP/BIOS示例项目367

附录C数值表示368

C.1字节序368

C.2整数表示369

C.3整数除法和舍入370

C.4浮点表示371

C.5定点表示374

C.6数值表示总结375

附录DTMS320C6x架构377

D.1计算机体系结构基础377

D.1.1指令集架构378

D.1.2寄存器架构378

D.1.3存储器架构379

D.1.4获取执行模型380

D.1.5流水线380

D.1.6单发射与多发射383

D.1.7调度383

D.2TMS320C671x架构384

D.2.1存储器系统385

D.2.2流水线与调度386

D.2.3外围设备387

D.2.4主机端口接口387

D.3TMS320C674x架构388

附录EDSK相关工具389

E.1介绍389

E.2Windows控件应用程序389

E.2.1示例Windows控件应用程序390

E.3MATLAB导出390

E.3.1导出直接Ⅱ型实现390

E.3.2导出二阶节实现391

E.4MATLAB实时接口392

附录F与MATLAB一起使用代码生成器393

F.1介绍393

F.2一个FIR滤波器例子393

F.2.1使用MATLAB Coder之前393

F.2.2使用MATLAB Coder395

F.2.3转移到CCS项目401

F.2.4观察401

F.3结论401

附录GDSP电路板的电池电源402

G.1介绍402

G.2方法402

G.3测试403

G.3.1初始测试403

G.3.2*终测试403

G.4结论404

附录H编程难点与陷阱405

H.1调试构建与发布构建405

H.2易变性(volatile)关键字405

H.3函数原型和返回类型406

H.4算术问题407

H.5控制内存中的变量位置409

H.6实时计划失败409

H.7变量初始化410

H.8整型数据大小411

附录IDSP电路板比较413

I.1介绍413

I.2三种电路板413

I.3结论416

附录J缩写、首字母缩略词和符号417

参考文献424


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作者简介

Thad B. Welch,哲学博士,专业工程师博伊西州立大学(Boise State University)电子和计算机工程系(Department of Electrical and Computer Engineering)教授和前主席。他曾在美国海军学院(U.S. Naval Academy,USNA)和美国空军学院(U.S. Air Force Academy,USAFA)的电子和计算机工程系任教。他是美国海军退休指挥官,2011年首届斯宾斯(SPEN)研究员。他曾获2001年ECE杰出教育家奖(Outstanding Educator Award),2002年Raouf工程教学卓越奖,1998年、2005年和2010年美国工程教育学会(American Society for Engineering Education,ASEE)教育分部计算机John A. Curtis讲座奖(Lecture Award),2003年USNA的ECE杰出研究员奖(Outstanding Researcher Award),以及1997年USAFA的Clements杰出教育家奖(Outstanding Educator Award)。Welch博士是电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronic Engineers,IEEE)信号处理学会(Signal Processing Society)信号处理教育技术委员会(Technical Committee on Signal Processing Education)的前主席和创始成员、IEEE的高级成员,以及ASEE、工程荣誉学会(Tau Beta Pi)和电气工程荣誉学会(Eta Kappa Nu)的成员。 Cameron H.G. Wright,博士,专业工程师怀俄明大学(University of Wyoming)电子与计算机工程系(Department of Electrical and Computer Engineering)教授。他曾在美国空军学院(U.S. Air Force Academy,USAFA)的电气工程系(Department of Electrical Engineering)任教,担任教授和系副主任。他是美国空军的一名退役中校,1992年和1993年因在军校教育方面的杰出贡献而获得陆军准将R. E. Thomas奖(Brigadier General R. E. Thomas Award)。他在2005年和2008年获得IEEE学生选择奖(Student Choice Award),成为年度杰出教授。他曾获得2005年、2007年和2015年怀俄明大学Mortar Board “*佳教授”奖(“Top Prof.” Award),2007年ASEE洛矶山区杰出教学奖(Outstanding Teaching Award),1998年、2005年和2010年ASEE教育分部计算机John A. Curtis讲座奖(Lecture Award),2011年Tau Beta Pi WYA的本科教学奖(Undergraduate Teaching Award),以及2012年怀俄明大学Ellbogen优秀课堂教学奖(Meritorious Classroom Teaching Award)。Wright博士是IEEE信号处理学会(Signal Processing Society)信号处理教育技术委员会(Technical Committee on Signal Processing Education)的创始成员、IEEE的高级成员,以及ASEE、国家专业工程师学会(National Society of Professional Engineers)、生物医学工程学会(Biomedical Engineering Society)、SPIE国际光学工程学会(SPIEThe International Society of Optical Engineering)、Tau Beta Pi和Eta Kappa Nu的成员。 Michael G. Morrow,电子工程硕士,专业工程师威斯康星大学麦迪逊分校(University of WisconsinMadison)电子与计算机工程系(Department of Electrical and Computer Engineering)教师。他曾是美国海军退役中尉指挥官,曾在美国海军学院(U.S. Naval Academy)电子和计算机工程系(Department of Electrical and Computer Engineering)及博伊西州立大学(Boise State University)电子与计算机工程系(Department of Electrical and Computer Engineering)任教。Morrow先生在威斯康星大学麦迪逊分校获得2002年电气与计算机工程系杰出教育家奖(Outstanding Educator Award)和2003年Gerald Holdridge教学卓越奖(Teaching Excellence Award)。他是教育DSP(eDSP)有限责任公司的创始人和总裁,该公司致力于为全球教育工作者和学生提供经济实惠的DSP解决方案。他是电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronic Engineers,IEEE)信号处理学会(Signal Processing Society)信号处理教育技术委员会(Technical Committee on Signal Processing Education)的成员、IEEE的高级成员以及ASEE的成员。

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