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第1章DSP处理器中的算法表示及VLSI结构1

1.1数字信号处理算法的表示及优化1

1.1.1数字信号处理算法的图形化表示问题1

1.1.2基于数据流图的数字信号处理算法优化3

1.2VLSI流水处理结构5

1.3VLSI并行处理结构7

1.3.1脉动阵列结构7

1.3.2波前阵列结构12

1.4.经典数字滤波运算的VLSI实现结构12

1.4.1FIR滤波算法的电路实现13

1.4.2FIR滤波器电路实现13

1.4.3FIR系统的一般实现结构14

1.4.4IIR系统的一般实现结构18

1.4.5数字滤波运算的格型实现结构20

参考文献23

第2章DSP处理器中的算术算法24

2.1经典的数值系统24

2.1.1二进制数字系统24

2.1.2m数值的机器表示24

2.1.3负数的表示24

2.2非传统的固定基数值系统26

2.2.1负基数系统26

2.2.2符号位数值系统26

2.2.3二进制的SD数字27

2.2.4分布式运算30

2.3快速加法算法30

2.3.1基本的行波进位加法器30

2.3.2基本的分组超前进位加法器31

2.3.3一般化的超前进位加法器32

2.3.4并行前缀加法器33

2.3.5进位选择加法器35

2.3.6Ling加法器36

2.3.7进位保留加法器与累加树37

2.4乘法和除法的基本顺序算法40

2.4.1顺序乘法算法40

2.4.2顺序除法算法42

2.4.3不恢复除法算法43

2.4.4基本的开方算法44

2.5高速乘法算法46

2.5.1减少部分积数目的加速算法46

2.5.2阵列乘法结构48

2.5.3树型乘法结构49

2.6快速除法54

2.6.1SRT除法54

2.6.2高基数除法55

2.6.3以乘代除算法55

2.7有理算术算法56

2.7.1有理算术算法概述56

2.7.2MFT变换58

2.7.3SD-MFT58

2.8初等函数计算算法58

2.8.1指数函数59

2.8.2对数函数60

2.8.3三角函数60

2.8.4反三角函数62

2.8.5双曲线函数62

2.9浮点算术63

2.9.1浮点算术原理63

2.9.2浮点操作64

2.9.3IEEE浮点标准65

2.9.4舍入机制66

2.10算术算法中的有限字长问题67

2.11精确实数计算算术算法69

参考文献70

第3章DSP处理器中的快速算法73

3.1卷积运算的快速算法73

3.1.1卷积的基本原理与定义73

3.1.2卷积的时域快速算法73

3.2DFT运算76

3.2.1DFT的概念及定义76

3.2.2DFT的性质78

3.2.3利用DFT实现线性卷积的频域计算78

3.3快速傅里叶变换算法80

3.3.1递归型FFT算法80

3.3.2基于快速卷积算法的FFT算法89

3.3.3实现的DFT和FFT的相关MATLAB语句91

3.3.4FFT算法的电路实现91

3.4多速率信号处理算法91

3.4.1概述91

3.4.2相关基本理论92

3.4.3多采样率系统的实现结构95

参考文献98

第4章DSP中的现代数字滤波算法100

4.1概述100

4.2自适应线性组合器100

4.3LMS自适应算法101

4.3.1LMS算法的性能函数101

4.3.2LMS算法中的梯度与最小均方误差102

4.3.3LMS算法中性能表面的搜索103

4.3.4LMS自适应算法104

4.4RLS自适应算法104

4.4.1线性最小二乘滤波器的概念105

4.4.2线性最小二乘的数据加窗问题105

4.4.3线性最小二乘的正则方程解106

4.4.4时间平均相关矩阵的性质107

4.4.5线性最小二乘的完全矩阵求解107

4.4.6线性最小二乘求解的奇异值分解算法108

4.4.7RLS滤波器的原始概念108

4.4.8基本RLS算法109

4.4.9基于LDU分解的改进RIS算法111

4.4.10基于QR分解的改进RIS算法112

4.5自适应信号处理的应用119

参考文献120

第5章 音频信号处理算法122

5.1音频信号处理概论122

5.2音频信号的量化算法122

5.2.1均匀与非均匀量化122

5.2.2自适应量化126

5.2.3差分量化127

5.2.4自适应差分量化127

5.2.5音频信号的矢量量化算法128

5.3基于合成原理的语音编码算法129

5.3.1语音信号合成原理129

5.3.2线性预测编码131

5.3.3CELP编码141

5.4GSM语音编解码算法142

5.4.1GSM标准简介142

5.4.2GSM中的语音编码算法简介143

5.4.3GSM全速率语音编码算法147

5.4.4GSM全速率语音解码算法155

5.5音频信号的数据压缩算法157

参考文献158

第6章 视频信号处理算法159

6.1视信号处理概论159

6.1.1视频信号处理标准159

6.1.2数字图像中的表示问题160

6.1.3视频压缩基本理论161

6.2静态图像的编解码原理162

6.2.1DCT162

6.2.2量化163

6.2.3熵编码164

6.3视频编解码原理165

6.3.1预测编码165

6.3.2模型编码166

6.3.3帧间预测166

6.4视频运动估计算法167

6.4.1运动估计算法原理167

6.4.2运动估计中的搜索算法168

6.4.3运动估计中的其他问题170

6.5DCT算法170

6.5.1DCT算法原理170

6.5.2一维DCT171

6.5.3二维DCT185

6.5.4整数DCT算法186

参考文献204

第7章 数字通信中的有限域算法206

7.1概述206

7.2有限域的基本理论207

7.3有限域乘法210

7.3.1基本算法原理210

7.3.2有限域乘法算法研究现状212

7.3.3有限域串行乘法器的基本结构214

7.3.4并行有限域乘法218

7.3.5并行乘法器比较221

7.4并行有限域求逆和除法算法222

7.4.1算法研究现状222

7.4.2基于费马定理的有限域求逆和除法算法222

参考文献227

第8章 数字通信中的BCH译码算法229

8.1概述229

8.2BCH信道编解码算法230

8.2.1BCH编码算法原理230

8.2.2BCH码的有限域定义231

8.2.3BCH译码算法原理232

8.3BCH编码算法的电路实现235

8.3.1串行电路实现235

8.3.2并行电路实现236

8.4BCH译码算法的电路实现236

8.4.1有限域乘法器236

8.4.2串行译码器的设计237

8.4.3并行译码器的设计240

参考文献240

第9章 数字通信中的Viterbi译码算法243

9.1概述243

9.2卷积编码原理243

9.2.1卷积编码器结构243

9.2.2卷积编码器的多项式描述244

9.2.3卷积编码器的状态图描述245

9.2.4卷积编码器的网格图描述245

9.3卷积码的最大似然译码246

9.3.1硬判决下的最大似然译码246

9.3.2软判决下的最大似然译码247

9.4Viterbi译码算法原理248

9.4.1状态量度计算与路径选择248

9.4.2路径回溯250

9.4.3ACS计算250

9.4.4滑窗算法252

9.5定点Viterbi算法253

9.5.1分支量度的定点计算253

9.5.2状态量度的定点计算254

9.5.3Yamamoto定点计算255

9.5.4回溯255

9.5.5定点递推计算的位宽257

9.5.6状态量度原位存储算法259

参考文献262

第10章 数字通信中的Turbo译码算法264

10.1概述264

10.2Turbo编码器的PCCC结构265

10.2.1PCCC编码器结构265

10.2.2PCCC译码结构267

10.3Turbo编码器的SCCC结构268

10.4 3G通信中的Turbo编码器269

10.4.1 3G Turbo编码器结构269

10.4.2 3G Turbo编码中的交织器271

10.5 3G通信中的Turbo译码算法272

10.5.1RSC单元译码的MAP算法272

10.5.2RSC单元译码的滑窗算法277

10.5.3SISO迭代译码算法278

10.5.4Turbo译码算法中的定点问题280

参考文献280