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第1章 绪言1

1．1嵌入式处理器：微信号结构1

1．2实时嵌入式信号处理4

1．3集成开发环境VisualDSP＋＋介绍5

1．3．1安装VisualDSP＋＋6

1．3．2利用简单的程序来演示基本工具7

1．3．3进一步的安排：使用Blackfin BF533或BF537 EZ-KIT10

1．4更多的实验12

1．5使用图形化开发环境进行系统级的设计15

1．5．1设置LabVIEW和LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块15

1．6练习题17

基础篇 数字信号处理的概念20

第2章 时域信号与系统20

2．1引言20

2．2时域数字信号20

2．2．1正弦波信号21

2．2．2随机信号22

2．3数字系统简介26

2．3．1滑动平均滤波器：结构和表达式27

2．3．2数字滤波器29

2．3．3 FIR滤波器的实现33

2．4非线性滤波器36

2．5更多的实验38

2．6用Blackfin仿真器实现滑动平均滤波器40

2．7用BF533／BF537 EZ-KIT实现滑动平均滤波器42

2．8 LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块中的滑动平均滤波器44

2．9练习题47

第3章 频域分析和处理49

3．1引言49

3．2 z变换49

3．2．1定义49

3．2．2系统的概念51

3．2．3数字滤波器53

3．3频率分析58

3．3．1频率响应58

3．3．2离散傅里叶变换63

3．3．3快速傅里叶变换65

3．3．4窗函数69

3．4更多的实验73

3．4．1简单低通滤波器73

3．4．2凹口滤波器的设计和应用75

3．4．3峰值滤波器的设计和应用79

3．5使用Blackfin软件仿真器进行频率分析82

3．6使用Blackfin BF533／BF537 EZ-KIT进行频率分析85

3．7使用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块进行频率分析88

3．8练习题91

第4章 数字滤波94

4．1引言94

4．1．1理想滤波器94

4．1．2实际滤波器的技术指标96

4．2有限冲激响应滤波器100

4．2．1 FIR滤波器的特性与实现101

4．2．2 FIR滤波器设计103

4．2．3实验105

4．3无限冲激响应滤波器107

4．3．1 IIR滤波器的设计107

4．3．2 IIR滤波器的结构和特性110

4．3．3实验114

4．4自适应滤波器116

4．4．1自适应滤波器的结构和算法116

4．4．2自适应滤波器的设计和应用118

4．4．3更多的实验123

4．5使用Blackfin仿真器的自适应谱线增强126

4．6使用BlackfinBF533／BF537 EZ-KIT的自适应谱线增强128

4．7使用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块的自适应谱线增强129

4．8练习题131

提高篇 嵌入式信号处理系统和概念134

第5章 Blackfin处理器简介134

5．1 Blackfin处理器：嵌入式媒体处理器结构134

5．1．1微信号处理结构（MSA）简介134

5．1．2 Blackfin处理器概述134

5．1．3结构：硬件处理单元和寄存器文件135

5．1．4总线结构和存储器149

5．1．5外围接口基础154

5．2 Blackfin处理器的软件工具155

5．2．1软件开发流程和工具155

5．2．2 VisualDSP＋＋环境中的汇编语言编程156

5．2．3链接器的详细介绍160

5．2．4更多的调试功能163

5．3基于FIR滤波器的图示均衡器164

5．4用Blackfin仿真器设计图示均衡器166

5．5用BF533／BF537 EZ-KIT实现图示均衡器170

5．6用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块实现图示均衡器173

5．7练习题176

第6章 实时数字信号处理基础及实现179

6．1 Blackfin处理器的数据类型179

6．1．1定点类型179

6．1．2定点扩展类型189

6．1．3定点数据类型190

6．1．4模拟浮点类型190

6．1．5块浮点类型193

6．2动态范围、精度和量化误差194

6．2．1模拟信号的输入和量化194

6．2．2动态范围、量化信噪比和精度196

6．2．3数字系统中量化误差的来源198

6．3实时处理概述205

6．3．1脱机处理与实时处理205

6．3．2样本的顺序处理方式和它的实时限制206

6．3．3成批处理方式和它的实时限制207

6．3．4实时性的性能参数209

6．4基于IIR滤波器的图示均衡器简介212

6．5使用Blackfin仿真器实现基于IIR滤波器的图示均衡器214

6．6用BF533／BF537 EZ-KIT设计基于IIR滤波器的图示均衡器218

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218

6．8练习题222

第7章 存储器系统和数据传输225

7．1信号截获和存储器传输概述225

7．1．1理解CODEC225

7．1．2连接AD 1836A到BF533处理器228

7．1．3串行口SPORT230

7．2 DMA及其编程234

7．2．1 DMA传输配置236

7．2．2设置自动缓存DMA模式237

7．2．3存储器DMA传输243

7．2．4设置存储器DMA243

7．2．5使用存储器DMA的实例244

7．2．6 DMA的高级属性248

7．3 Blackfin处理器中高速缓存的使用248

7．3．1高速缓冲存储器的概念249

7．3．2高速缓存的有关术语250

7．3．3指令高速缓存252

7．3．4高速数据缓存254

7．3．5存储器管理单元256

7．4高速缓存和存储器DMA的比较及选择259

7．5 Blackfin处理器的高速暂存存储器260

7．6使用Blackfin仿真器作为信号发生器260

7．7使用BF533／BF537 EZ-KIT信号发生器263

7．8利用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块实现信号发生器264

7．9练习题267

第8章 程序代码优化和电源管理270

8．1代码优化270

8．2 C优化技巧271

8．2．1 VisualDSP＋＋中的C编辑器271

8．2．2 C编程事宜272

8．2．3使用内部函数277

8．2．4行嵌入汇编281

8．2．5 C／C＋＋运行时间库281

8．2．6 DSP运行时间库282

8．2．7反馈式优化284

8．3使用汇编代码提高编程效率286

8．3．1使用硬件循环289

8．3．2使用双MAC289

8．3．3使用并行指令290

8．3．4特殊寻址方式：独立数据段291

8．3．5使用软件流水291

8．3．6 FIR滤波器的周期计数和代码长度汇总293

8．4 Blackfin处理器的功耗和电源管理294

8．4．1 Blackfin处理器的功耗计算294

8．4．2 Blackfin处理器的电源管理295

8．5使用Blackfin软件仿真器实现采样频率转换299

8．6使用BF533／BF537 EZ-KIT完成采样频率转换302

8．7使用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块实现采样速率转换303

8．8练习题306

应用篇 DSP的实际应用310

第9章 DSP实际应用：音频编码和音效处理310

9．1音频压缩综述310

9．2 MP3／Ogg Vorbis音频编码314

9．3 MP3／Ogg Vorbis音频解码317

9．4用BF537 EZ-KIT实现Ogg Vorbis解码器318

9．5音效处理319

9．5．1 3D音效319

9．5．2用BF533／BF537 EZ-KIT实现3D音效322

9．5．3制作混响效果323

9．5．4用BF533／BF537 EZ-KIT实现混响325

9．6利用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块实现MDCT325

9．7练习题328

第10章 DSP实际应用：数字图像处理330

10．1图像的表示330

10．2使用BF533／BF537 EZ-KTT进行图像处理332

10．3色彩转换333

10．4使用BF533／BF537 EZ-KIT进行色彩转换335

10．5二维离散余弦变换336

10．6用BF533／BF537实现二维DCT／IDCT339

10．7二维滤波340

10．7．1二维滤波器341

10．7．2二维滤波器设计343

10．8用BF533／BF537 EZ-KIT实现二维滤波344

10．9图像增强345

10．9．1高斯白噪声和线性滤波345

10．9．2脉冲噪声和中值滤波347

10．9．3对比度调节350

10．10用BF533／BF537 EZ-KIT实现图像增强353

10．11用LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式进行图像处理354

10．12练习题357

附录A LabVIEW图形化编程说明359

A．1什么是LabVIEW？359

A．1．1一图胜千言359

A．1．2由LabVIEW开始360

A．1．3安装软件360

A．1．4激活软件360

A．1．5连接硬件361

A．1．6运行一个例程361

A．2 LabVIEW概述361

A．2．1 LabVIEW开发环境361

A．2．2前面板361

A．2．3程序框图363

A．2．4在LabVIEW（Windows）中调试363

A．2．5帮助364

A．3 LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块介绍368

A．3．1什么是LabVIEW嵌入式7．1版？368

A．3．2什么是LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块？368

A．3．3选择Blackfin处理器作为目标平台369

A．3．4 Build选项370

A．3．5目标平台配置371

A．3．6运行一个嵌入式应用程序371

A．3．7在LabVIEW的Blackfin处理器嵌入式模块中调试程序372

附录B 可用的网站377

附录C 实验与练习中使用文件列表378

附录D VisualDSP＋＋V4．5的实验更新383

索引384

参考文献394