实时信号处理 信号处理系统的设计与实现PDF电子书下载

1．1实时的定义 1

第1章 实时的概念 1

1．2进程的结构 4

1．2．1数据流处理 4

1．2．2块处理 6

1．2．3矢量处理 12

1．3近似处理 14

1．3．1增量处理和基于门限的处理 14

1．3．2应用实例：短时傅里叶变换（STET） 14

参考文献 18

2．1．1数字的二进制表示 19

第2章 处理器 19

2．1处理器的定义 19

2．1．2组合逻辑 21

2．1．3时序逻辑 23

2．2通用处理器 26

2．2．1概述 27

2．2．2设计实例：Intel 8086微处理器 29

2．2．3 Intel x86系列微处理器 32

2．3数字信号处理器 37

2．3．1数字信号处理算法对处理器的结构要求 37

2．3．2用于数字信号处理的增强型微处理器 38

2．3．4各级数据通道 40

2．3．3通用数字信号处理器的结构 40

2．3．5典型的数字信号处理器 42

2．4专用处理器 45

2．4．1动机 45

2．4．2集成电路的设计和制造工艺概述 47

2．4．3集成电路技术 50

2．4．4集成电路的经济考虑 50

2．4．5专用处理器的发展趋势和相应的算法 52

参考文献 54

3．1．2标准折衷的研究 55

3．1．1折衷的类型 55

3．1折衷研究 55

第3章 折衷设计 55

3．2算法的复杂度 57

3．2．1吞吐量 58

3．2．2数据取值范围和精度 58

3．2．3多周期指令 59

3．2．4依赖于数据的运算 59

3．2．5数据的有效时间和优先级 60

3．2．6全局通信和局部通信 61

3．2．7数据寻址的随机性 62

3．2．8运算的多样性 63

3．3软件-硬件折衰 64

3．3．1控制类型 64

3．3．2软件/硬件折衰举例：乘法器 66

3．3．3红外处理器的软件实现和硬件实现 69

3．3．4小结 70

参考文献 71

第4章 空间-时间折衰 72

4．1软件的空间-时间折衰 72

4．1．1空间-时间折衰 73

4．1．2算法的开发和编程语言 74

4．1．3软件体系 78

4．1．4软件结构 79

4．1．5程序的信息量 80

4．1．6最新技术 83

4．2硬件的空间-时间折衰 85

4．2．1多处理器系统的特点 88

4．2．2处理器间的通信 94

4．2．3多处理器系统的控制 96

4．2．4多处理器系统举例 98

参考文献 101

第5章 算法-体系结构的映射原理 103

5．1概述 103

5．1．1算法的描述和分解 103

5．1．2体系结构的描述和分解 104

5．1．3映射 105

5．2．2一个映射进程 106

5．2．1完全映射过程 106

5．2进程和程序 106

5．3工具与技术 109

5．3．1算法的简化 109

5．3．2分解 109

5．3．3数据流图的改进 111

5．3．4预编译优化 120

5．3．5选择并优化处理器规模 122

5．3．6通信设计 122

5．3．7常用的整数编程方法 124

参考文献 125

6．1结构和算法的基本描述 127

第6章 算法与体系结构的映射举例 127

6．2单处理器的二维卷积运算 128

6．3多处理器的二维卷积运算 130

6．3．1分段卷积运算 131

6．3．2包含的结构细节 132

6．4话音的线性预测编码 134

6．4．1算法描述 134

6．4．2程序交织降低数据率 136

6．4．3实现迭代独立 139

6．5把二维滤波器映射到多处理器上 142

6．5．1状态空间表示 143

6．5．2有序图方法 146

6．6合成孔径雷达的成像 149

6．6．1应用系统的描述 150

6．6．2静态描述 153

6．6．3处理结构 155

6．6．4动态描述 158

6．6．5资源需求 162

6．6．6映射到专门的结构 166

参考文献 169

第7章 基本硬件和软件计算单元 170

7．1概论 170

7．2基本单元 170

7．2．1超越函数 170

7．2．2优选总线与互联 173

7．2．3专用缓冲器及其结构 179

7．2．4处理依赖于数据的结构 181

参考文献 182

第8章 信号分析单元 183

8．1背景 183

8．1．1内积 183

8．1．2将信号分解成基本函数 184

8．1．3时频分解——短时傅里叶变换 185

8．1．4时频分解——小波变换 186

8．2傅里叶变换 187

8．2．1离散傅里叶变换（DFT） 187

8．2．2快速傅里叶变换（FFT） 187

8．3．1连续小波变换与离散小波变换 190

8．3小波变换 190

8．3．2计算DWT的结构 192

8．3．3计算CWT的结构 198

8．4线性预测编码（LPC.Linear Predictive Coding） 201

8．4．1方程式 201

8．4．2格形法 202

参考文献 204

第9章 信号压缩单元 205

9．1语音编码 205

9．1．1波形编码器 205

9．1．2声码器 208

9．2矢量量化 212

参考文献 213

9．2．1矢量编码/解码 213

9．2．2码本的生成 215

9．3图像压缩 216

9．3．1单帧编码法 217

9．3．2运动图像编码 222

参考文献 227

第10章 信号比较单元 228

10．1实时模板比较 228

10．2语音识别 228

10．2．1 Viterbi算法 230

10．2．2用于语音识别的动态时间弯折 235

10．2．3隐型马尔可夫模型 244

10．2．4其他方面的考虑 254

10．3图像识别 255

10．3．1感兴趣区域的提取 257

10．3．2模板匹配 259

10．3．3图像形态学 260

10．3．4从模板识别过渡到模型识别 263

10．3．5基于模型的视觉 267

参考文献 269

第11章 系统设计方法和工具 271

11．1设计流程 271

11．1．1瀑布流程 271

11．1．2螺旋流程 271

11．1．3硬件/软件协同设计 273

11．1．4正规检查要点 274

11．1．5品质准则 275

11．2系统工程 276

11．2．1定义 276

11．2．2用户空间和设计空间的转换 277

11．2．3生命周期系统工程 277

11．2．4性能/进度/成本的平衡 279

11．2．5生命期成本分析 281

11．3需求设计 285

11．3．1需求层次 286

11．3．2系统划分和需求分配 287

11．4．1流程 290

11．4硬件设计 290

11．4．3工艺设计 292

11．4．2模拟/数字混合设计 292

11．4．4其他方面的硬件考虑 294

11．5软件设计 295

11．5．1流程 295

11．5．2成本模型 296

11．5．3信号处理和传统设计语言 297

11．5．4软件检测 298

11．6系统集成和测试 300

11．6．1流程 300

11．6．2错误覆盖和测试向量 301

11．6．3边界扫描测试 302

11．6．5应用级测试 303

11．6．4实时回归 303

11．7系统设计示例 305

11．7．1系统工程 305

11．7．2硬件设计 307

11．7．3软件设计 308

11．7．4封装设计 310

11．7．5系统集成 311

11．7．6应用 312

术语表 315