基于微信号结构的嵌入式信号处理

第1章绪言

1.1嵌入式处理器：微信号结构

1.2实时嵌入式信号处理

1.3集成开发环境VisualDSP++介绍

1.3.1安装VisualDSP++

1.3.2利用简单的程序来演示基本工具

1.3.3进一步的安排：使用BlackfinBF533或BF537EZ-KIT

1.4更多的实验

1.5使用图形化开发环境进行系统级的设计

1.5.1设置LabVIEW和LabVIEW的：Blackfin处理器嵌入式模块

1.6练习题

基础篇数字信号处理的概念

第2章时域信号与系统

2.1引言

2.2时域数字信号

2.2.1正弦波信号

2.2.2随机信号

2.3数字系统简介

2.3.1滑动平均滤波器：结构和表达式

2.3.2数字滤波器

2.3.3FIR滤波器的实现

2.4非线性滤波器

2.5更多的实验

2.6用Blackfin仿真器实现滑动平均滤波器

2.7用BF533/BF537EZ-KIT实现滑动平均滤波器

2.8LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块中的滑动平均滤波器

2.9练习题

第3章频域分析和处理

3.1引言

3.2z变换

3.2.1定义

3.2.2系统的概念

3.2.3数字滤波器

3.3频率分析

3.3.1频率响应

3.3.2离散傅里叶变换

3.3.3快速傅里叶变换

3.3.4窗函数

3.4更多的实验

3.4.1简单低通滤波器

3.4.2凹口滤波器的设计和应用

3.4.3峰值滤波器的设计和应用

3.5使用Blackfin软件仿真器进行频率分析

3.6使用BlackfinBF533/BF537EZ-KIT进行频率分析

3.7使用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块进行频率分析

3.8练习题

第4章数字滤波

4.1引言

4.1.1理想滤波器

4.1.2实际滤波器的技术指标

4.2有限冲激响应滤波器

4.2.1FIR滤波器的特性与实现

4.2.2FlR滤波器设计

4.2.3实验

4.3无限冲激响应滤波器

4.3.1IIR滤波器的设计

4.3.2IIR滤波器的结构和特性

4.3.3实验

4.4自适应滤波器

4.4.1自适应滤波器的结构和算法

4.4.2自适应滤波器的设计和应用

4.4.3更多的实验

4.5使用Blackfin仿真器的自适应谱线增强

4.6使用BlackfinBF533/BF537EZ-KIT的自适应谱线增强

4.7使用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块的自适应谱线增强

4.8练习题

提高篇嵌入式信号处理系统和概念

第5章Blackfin处理器简介

5.1Blackfin处理器：嵌入式媒体处理器结构

5.1.1微信号处理结构(MSA)简介

5.1.2Blackfin处理器概述

5.1.3结构：硬件处理单元和寄存器文件

5.1.4总线结构和存储器

5.1.5外围接口基础

5.2Blackfin处理器的软件工具

5.2.1软件开发流程和工具

5.2.2VisualDSP++环境中的汇编语言编程

5.2.3链接器的详细介绍

5.2.4更多的调试功能

5.3基于FIR滤波器的图示均衡器

5.4用Blackfin仿真器设计图示均衡器

5.5用BF533/BF537EZ-KIT实现图示均衡器

5.6用LabVIEW的Blacefin处理器嵌入式模块实现图示均衡器

5.7练习题

第6章实时数字信号处理基础及实现

6.1B1ackfin处理器的数据类型

6.1.1定点类型

6.1.2定点扩展类型

6.1.3定点数据类型

6.1.4模拟浮点类型

6.1.5块浮点类型

6.2动态范围、精度和量化误差

6.2.1模拟信号的输入和量化

6.2.2动态范围、量化信噪比和精度

6.2.3数字系统中量化误差的来源

6.3实时处理概述

6.3.1脱机处理与实时处理

6.3.2样本的顺序处理方式和它的实时限制

6.3.3成批处理方式和它的实时限制

6.3.4实时性的性能参数

6.4基于IIR滤波器的图示均衡器简介

6.5使用Blackfin仿真器实现基于IIR滤波器的图示均衡器

6.6用BF533/BF537EZ-KIT设计基于IIR滤波器的图示均衡器

6.7使用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块实现基于IIR滤波器的图示均衡器

6.8练习题

第7章存储器系统和数据传输

7.1信号截获和存储器传输概述

7.1.1理解CODEC

7.1.2连接ADl836A到BF533处理器

7.1.3串行口SPOKT

7.2DMA及其编程

7.2.1DMA传输配置

7.2.2设置自动缓存DMA模式

7.2.3存储器DMA传输

7.2.4设置存储器DMA

7.2.5使用存储器DMA的实例

7.2.6DMA的高级属性

7.3Blackfin处理器中高速缓存的使用

7.3.1高速缓冲存储器的概念

7.3.2高速缓存的有关术语

7.3.3指令高速缓存

7.3.4高速数据缓存

7.3.5存储器管理单元

7.4高速缓存和存储器DMA的比较及选择

7.5Blacfin处理器的高速暂存存储器

7.6使用Blacfin仿真器作为信号发生器

7.7使用BF533/BF537EZ-KIT信号发生器

7.8利用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块实现信号发生器

7.9练习题

第8章程序代码优化和电源管理

8.1代码优化

8.2C优化技巧

8.2.1VisualDSP++中的C编辑器

8.2.2C编程事宜

8.2.3使用内部函数

8.2.4行嵌入汇编

8.2.5C/C++运行时间库

8.2.6DSP运行时间库

8.2.7反馈式优化

8.3使用汇编代码提高编程效率

8.3.1使用硬件循环

8.3.2使用双MAC

8.3.3使用并行指令

8.3.4特殊寻址方式：独立数据段

8.3.5使用软件流水

8.3.6FIR滤波器的周期计数和代码长度汇总

8.4Blackfin处理器的功耗和电源管理

8.4.1Blackfin处理器的功耗计算

8.4.2Blackfin处理器的电源管理

8.5使用Blackfin软件仿真器实现采样频率转换

8.6使用BF533/BF537EZ-KIT完成采样频率转换

8.7使用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块实现采样速率转换

8.8练习题

应用篇DSP的实际应用

第9章DSP实际应用：音频编码和音效处理

9.1音频压缩综述

9.2MP3/OggVorbis音频编码

9.3MP3/OggVorbis音频解码

9.4用BF537EZ-KIT实现OggVorbis解码器

9.5音效处理

9.5.13D音效

9.5.2用BF533/BF537EZ-KIT实现3D音效

9.5.3制作混响效果

9.5.4用BF533/BF537EZK1T实现混响

9.6利用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块实现MDCT

9.7练习题

第10章DSP实际应用：数字图像处理

10.1图像的表示

10.2使用BF533/BF537EZ-KIT进行图像处理

10.3色彩转换

10.4使用BF533/BE537EZ-KIT进行色彩转换

10.5二维离散余弦变换

10.6用BF533/BF537实现二维DCT/IDCT

10.7二维滤波

10.7.1二维滤波器

10.7.2二维滤波器设计

10.8用BF533/BF537EZ-KIT实现二维滤波

10.9图像增强

10.9.1高斯白噪声和线性滤波

10.9.2脉冲噪声和中值滤波

10.9.3对比度调节

10.10用BF533/BF537EZ-KIT实现图像增强

10.11用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块进行图像处理

10.12练习题

附录ALabVIEW图形化编程说明

A.1什么是LabVIEW？

A.1.1一图胜千言

A.1.2由LabVIEW开始

A.1.3安装软件

A.1.4激活软件

A.1.5连接硬件

A.1.6运行一个例程

A.2LabVIEW概述

A.2.1LabVIEW开发环境

A.2.2前面板

A.2.3程序框图

A.2.4在LabVIEW(Windows)中调试

A.2.5帮助

A.3LabVIEW的Blacknn处理器嵌入式模块介绍

A.3.1什么是LabVIEW嵌入式7.1版？

A.3.2什么是LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块？

A.3.3选择Blackfin处理器作为目标平台

A.3.4Build选项

A.3.5目标平台配置

A.3.6运行一个嵌入式应用程序

A.3.7在LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块中调试程序

附录B可用的网站

附录C实验与练习中使用文件列表

附录DVisuaIDSP++V4.5的实验更新

索引

参考文献

　　本书是一本将数字信号处理的基本概念和数字信号处理器应用成功结合的非常好的教科书。全书以数字信号处理的基本应用为主题，深入浅出地介绍了数字信号处理的数字滤波器设计、音频信号处理和图像处理应用等数字信号处理的基本理论和方法。它结合ADI公司的Blackfin嵌入式处理器，介绍了嵌入式处理器的硬件特点、编程模型及其信号处理实现技术。这种把数字信号处理理论与数字信号处理器设计相结合的方法，极大地加深了读者对数字信号方法和过程的理解。　　本书简要介绍数字滤波器、DFT、FFT等数字信号处理中最基本的理论和方法，重点讨论它们在数字信号处理器中的实现技术和方法。结合DSP开发应用技术，引入了常用的数字信号处理工具MATLAB、LabVIEW，以及ADSP开发工具VisualDSP++等。书中以ADI公司的Blackfin处理器为例，通过大量的实例，引导读者利用DSP处理器完成基本的数字信号处理算法，最终将它应用到音频和图像处理等实时处理任务中。　　本书的主要读者为高等院校电子类专业的本科生和研究生,同时也可以作为相关领域的科技工作者的参考书。