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第1章　实时信号处理概述1

1.1　信号处理的概念1

1.2　DSP技术2

1.3　实时信号处理4

i.4　高速信号处理系统6

1.5　处理器的发展现状6

1.6　实时信号处理的性质7

思考题10

第2章 实时信号处理系统的设计流程11

2.1　实时信号处理系统的设计框图11

2.2　算法仿真12

2.3　DSP软件设计方法的变革15

2.4　用Matlab仿真DSP软件设计18

2.4.1　用Matlab仿真浮点DSP18

2.4.2　用Matlab精确仿真定点DSP运算20

2.4.3　用Matlab功能仿真定点DSP运算25

2.4.4　常用的Matlab函数25

2.4.5　Matlab辅助设计应用实例30

2.5　定点DSP模块库简介31

2.6　Matlab下的DSP集成设计环境32

2.6.1　Matlab-DSP集成设计环境下的工具包33

2.6.2 Matlab Link for CCS Development Tools简介34

2.6.3 CCS Link面向TI DSP的系统级设计方法34

2.6.4 Matlab-DSP集成设计实例35

思考题36

第3章　基本原理和算法37

3.1　实时信号处理系统的基本结构37

3.2　采样定理37

3.2.1　Nyquist采样定理37

3.2.2　带通信号采样定理38

3.2.3　完全正交信号的采样率39

3.3　数字正交采样41

3.4　数据格式42

3.4.1　浮点数据格式42

3.4.2　定点数据格式43

3.5　数字滤波器设计45

3.6　谱分析和FFT47

3.7　卷积和相关的快速算法48

3.7.1　卷积运算量49

3.7.2　频域法最佳分段长度的选择50

3.8　自适应信号处理52

3.8.1　闭环自适应系统53

3.8.2　开环自适应系统54

3.10　常用运算56

3.9　矩阵运算56

3.11　专用算法58

思考题59

第4章　信号处理前端和后端设计60

4.1　模拟前端60

4.1.1　小信号放大61

4.1.2　滤波61

4.1.3　增益控制62

4.1.4　抗混叠滤波63

4.2　模拟／数字变换63

4.2.1　采样速度63

4.2.2　量化位数65

4.2.3　量化位数和采样速度的转换65

4.2.4　其他因素66

4.2.5　ADC的性能指标67

4.2.6　设计高品质的ADC电路73

4.2.7　ADC的种类和选型76

4.2.8　ADC的数字接口82

4.3　数字／模拟变换85

4.4　信号产生86

4.4.1　模拟式振荡信号发生器87

4.4.2　数字式信号发生器87

4.5　数字、模拟频率93

4.6　数字信号预处理93

思考题95

第5章　处理器的实现方法96

5.1　多种数字信号处理器的比较96

5.1.1　通用处理器97

5.1.2　通用处理器的选择99

5.1.3　硬件处理器99

5.1.4　软／硬件处理器性能的比较100

5.1.5　软／硬件处理器开发手段的比较103

5.1.6　其他实现方法106

5.2　DSP处理系统的组成和设计106

5.3　DSP软件设计108

5.4　FPGA的设计应用108

5.5　处理器技术的发展趋势122

思考题122

第6章　多处理器系统设计124

6.1　并行处理的必要性124

6.1.1　大型并行系统的结构124

6.1.2　大规模并行处理器的发展127

6.1.3　实时信号处理的需求129

6.2　实时并行处理机的构成129

6.2.1　并行处理机拓扑结构的分类和选择129

6.2.2　并行处理机的互连网络132

6.3.1　并行处理机的基本性能指标134

6.3　并行处理机的性能指标134

6.3.2　影响性能的因素136

6.4　实时并行信号处理机的设计与实现138

6.4.1　实时性要求139

6.4.2　通用性和易维护性139

6.4.3　系统设计140

思考题141

第7章　数据存储和通信142

7.1　运算和I/O的平衡142

7.1.1　运算和I/O142

7.1.2　数据采样率和数据量143

7.1.3　处理单元个数143

7.1.4　解决I/O瓶颈的软件途径144

7.1.5　解决I/O瓶颈的硬件途径144

7.2　运算和I/O的并行145

7.3.1　数据通信分类146

7.3　数据通信方式146

7.3.2　总线的性能148

7.3.3　总线标准的发展148

7.3.4　总线的比较与演变153

7.4　各种类型的存储器154

7.4.1　存储器种类155

7.4.2　等待模式157

7.4.3　软等待访问模式157

7.4.4　硬等待访问模式158

7.4.5　软等待和硬等待159

7.5　译码和片选160

7.6　DSP与存储器接口161

7.6.1　DSP与SRAM接口161

7.6.3 DSP与Flash接口164

7.6.2　DSP与EPROM接口164

7.6.4 DSP与快速Flash接口170

7.6.5 DSP与多端口存储器的接口172

7.6.6 DSP直接与SDRAM接口174

7.6.7 DSP扩展SDRAM接口180

7.6.8 DSP与同步突发SRAM（SBSRAM）接口181

7.7　扩展存储接口方式184

7.7.1　地址／数据复用总线184

7.7.2　将DSP接口扩展为异步串口188

7.7.3　USB通信接口189

7.8　DSP与PCI/CPCI总线的连接190

思考题191

第8章　硬件设计193

8.1　电源设计193

8.1.1 电源需求193

8.1.2　直流稳定电源的种类及选用194

8.1.3　线性电源195

8.1.4　开关电源198

8.1.5　其他类型的变换器199

8.1.6　电源用电容器的选择200

8.1.7　电源的设计要求203

8.1.8　电源的实现方法204

8.1.9　开关型变换器的EMC抑制206

8.1.10　开关电源PCB和整体布局的设计要点209

8.1.11　电源安全设计210

8.2　时钟电路211

8.2.1　时钟电路的选择原则211

8.2.2　时钟电路电源和地的设计211

8.2.3　系统时钟与局部时钟212

8.2.4　时钟的影响212

8.3　电源监控电路和复位电路213

8.4　驱动和隔离以及电平转换214

8.4.1　驱动和隔离214

8.4.2　电平转换215

8.5　测试和自检218

8.5.1　信号检测218

8.5.2 自检功能220

8.6　高速电路设计的特殊性220

8.7　传输线效应222

8.7.1　串行端接223

8.7.2　并行端接223

8.8　信号完整性224

8.8.1　信号完整性问题的起因、种类及表现224

8.8.2　信号完整性分析模型226

8.8.3　信号完整性分析226

8.8.4　信号完整性问题的解决方法227

8.9　电磁兼容性228

8.9.1　电磁干扰的要素及其种类228

8.9.2　电路内干扰231

8.9.3　外界干扰232

8.10　模／数混合电路232

8.10.1　模拟地和数字地233

8.10.2　采样时钟235

8.10.3　模／数系统的布局236

8.10.4　模／数混合电路的设计要点237

8.11　PCB的设计要点238

8.11.1　电源设计239

8.11.2　地线设计239

8.11.3　重要信号线的设计240

8.11.4　时钟电路干扰及其抑制240

8.11.5　高速电路设计系统中的非理想因素241

8.11.6　电磁兼容性设计242

8.11.7　PCB的抗干扰措施243

8.11.8　器件建库和BGA设计244

8.11.9　电路设计工具245

8.11.10　电路调试246

思考题246

第9章　软件设计247

9.1　软件设计的范畴247

9.2　算法仿真248

9.3　程序设计的一般框架249

9.4　DSP的软件开发工具250

9.4.1　代码生成及调试工具250

9.4.4　DSP程序设计语言251

9.4.3　硬件仿真器251

9.4.2　软件仿真器251

9.5 DSP的程序设计和优化252

9.5.1 DSP的程序设计内容252

9.5.2　优化的方法254

9.5.3　基于算法的优化措施255

9.5.4　基于高级语言的优化措施255

9.5.5　基于硬件特点的优化措施256

9.5.6　基于代码的优化措施257

9.5.7　优化的代价258

9.6　操作系统在DSP程序设计中的运用259

9.7 DSP系统的测试262

9.8　软件和硬件的关系262

9.9　软、硬件协同设计264

9.9.1　系统描述264

9.9.3　系统评价265

9.9.2　系统设计265

9.9.4　综合实现266

思考题266

第10章　系统设计的考虑267

10.1　折衷设计267

10.2　效率和成本以及兼容性268

10.3　功耗和散热269

10.3.1　降低功耗270

10.3.2　散热271

10.4　抗干扰设计274

10.4.1　硬件抗干扰设计274

10.4.2　软件抗干扰设计275

10.5　可靠性设计276

10.5.1　可靠性的相关定义276

10.5.2　元器件的选用278

10.5.3　元器件的降额使用280

10.5.4　可靠性计算280

10.5.5　简化设计285

10.5.6　低功耗设计285

10.5.7　保护电路设计286

10.5.8　灵敏度分析286

10.5.9　均衡设计286

10.5.10　整机热设计286

10.5.11 元器件装配工艺对可靠性的影响286

10.6　冗余设计287

10.7　加密287

10.8　实时信号处理系统的优化设计289

10.9　进度估计289

思考题290

参考文献291