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第1章 数字信号处理概论1

1.1什么是数字信号处理？1

1.2数字信号处理简史2

1.3 DSP的优点3

1.4 DSP系统4

1.4.1模/数转换5

1.4.2数/模转换6

1.5 DSP的应用7

1.5.1低成本DSP应用7

1.5.2低功耗DSP应用10

1.5.3高性能DSP应用14

1.6结论15

第2章 嵌入式系统与实时系统总括16

2.1实时系统16

2.2硬实时系统和软实时系统17

2.2.1硬实时系统和软实时系统简介17

2.2.2实时系统与分时系统的区别17

2.2.3 DSP系统是硬实时系统18

2.2.4硬实时系统18

2.3实时事件的种类与特点19

2.4有效执行与执行环境20

2.5实时系统设计的挑战21

2.5.1响应时间21

2.5.2从失败中恢复22

2.5.3分布式和多处理器结构22

2.6嵌入式系统23

2.7总结28

第3章DSP嵌入式系统开发生命周期概论29

3.1嵌入式系统29

3.2 DSP嵌入式系统的生命周期30

3.2.1步骤1检查系统的全部要求30

3.2.2步骤2选择系统要求的硬件元器件31

3.2.3步骤3理解DSP基础和构架38

第4章 数字信号处理算法概述49

4.1算法的定义49

4.2 DSP系统53

4.2.1模数转换53

4.2.2 Nyquist准则54

4.2.3混淆55

4.2.4抗混淆滤波器56

4.2.5采样率和处理器速度56

4.2.6 A /D转换器57

4.2.7 D/A转换器58

4.2.8多采样率应用59

4.2.9采样小结60

4.3滤波器简介60

4.3.1简介60

4.3.2什么是滤波器？61

4.3.3更多可选择滤波器65

4.3.4相位响应66

4.3.5滤波器类型小结66

4.4有限冲激响应滤波器（FIR）67

4.4.1 FIR移动平均滤波器68

4.4.2归一化思想69

4.4.3硬件实现（流程图）69

4.4.4基本软件实现70

4.4.5 FIR滤波器特性71

4.4.6自适应FIR滤波器72

4.4.7 FIR滤波器的设计与实现73

4.4.8 DSP器件的基本FIR优化75

4.4.9 FIR滤波器小结78

4.5无限冲激响应滤波器（IIR）79

4.5.1 IIR简介79

4.5.2 IIR的差分方程80

4.5.3 IIR的传递函数81

4.5.4 IIR滤波器设计82

4.5.5 IIR的平衡设计83

4.5.6 IIR小结84

4.6滤波器实现的DSP结构优化84

4.7实现一个FIR滤波器85

4.8快速傅里叶变换90

4.8.1时间和频率90

4.8.2离散傅里叶变换93

4.8.3快速傅里叶变换94

4.8.4 FFT算法形式95

4.8.5 FFT实现问题98

4.8.6 FFT小结100

第5章DSP体系结构101

5.1高速、专门的运算101

5.1.1乘加单元102

5.1.2并行算术逻辑单元102

5.1.3量化表示103

5.2高带宽存储器结构104

5.2.1数据和指令存储器104

5.2.2存储器选择105

5.2.3高速寄存器105

5.2.4存储交叉106

5.2.5存储块切换107

5.2.6 DSP高速缓存107

5.2.7执行时间可预估性109

5.2.8存储器直接存取（DMA）109

5.3流水线处理113

5.3.1限制116

5.3.2资源冲突118

5.3.3流水线控制122

5.4特殊指令和寻址方式123

5.5 DSP体系结构实例127

5.6 VLIW载入和存储DSP130

5.7小结131

第6章DSP软件优化132

6.1概述132

6.1.1什么是优化132

6.1.2处理过程133

6.2加速经常性事件134

6.2.1加速经常性事件——DSP结构134

6.2.2加速经常性事件——DSP算法136

6.2.3加速经常性事件——DSP编译器137

6.3 DSP优化的深入讨论142

6.3.1直接存储器存取143

6.3.2循环展开150

6.3.3软件流水155

6.4 DSP编译器及优化的更多讨论163

6.4.1编译器结构及流程163

6.4.2编译器优化163

6.4.3编译时选项172

6.4.4编程者帮助编译器172

6.4.5编译器帮助编程者178

6.5编程准则总结179

6.6基于剖析的编译181

6.7代码优化过程小结183

6.8小结185

第7章 基于DSP的电源优化技术187

7.1简介187

7.2在DSP芯片中的电源优化技术191

7.3 DSP操作系统的电源优化197

7.4 DSP应用中的电源优化技术202

7.5使用空闲模式204

7.6十条最有效的优化技术205

7.7电源优化生命周期206

7.8电源优化技术综述210

第8章DSP实时操作系统214

8.1操作系统、实时操作系统的构成214

8.1.1实时操作系统的选择216

8.1.2 DSP特性216

8.2实时操作系统的概念217

8.2.1基本任务217

8.2.2多重任务217

8.2.3中断快速响应218

8.2.4实时操作系统的调度219

8.2.5 RTOS的内核223

8.2.6系统调用224

8.2.7动态内存分配225

8.3 DSP RTOS的片上支持软件225

8.4 DSP RTOS应用例子227

8.4.1定义线程228

8.4.2线程相对优先级的确定229

8.4.3硬件中断的使用229

8.4.4线程周期230

8.4.5小结230

8.5死锁231

8.5.1死锁的前提条件231

8.5.2死锁的处理232

8.6共享资源的完整性233

8.7互斥的任务同步234

8.8通过共享资源互斥240

8.9可调度性和响应时间246

8.9.1实时系统的调度策略246

8.9.2抢占系统中的调度行为分析248

8.9.3完成时间理论252

8.9.4响应时间分析253

8.9.5上下转换开销256

8.10更复杂系统的分析257

8.10.1单调时限调度257

8.10.2其他动态调度算法259

8.10.3任务同步调度261

8.10.4小结264

第9章 测试和调试DSP系统265

9.1 DSP调试面临的挑战266

9.2 JTAG介绍269

9.2.1边界扫描269

9.2.2测试引脚269

9.2.3测试过程270

9.3仿真基础272

9.4片上仿真功能274

9.5仿真功能277

9.5.1断点277

9.5.2事件检测278

9.5.3踪迹279

9.5.4连续执行可视化279

9.5.5源代码级调试279

9.6高速数据采集和可视化280

9.7编译器和链接器依赖关系282

9.8实时嵌入式软件测试技术283

9.9任务同步和中断错误285

9.10小结286

第10章DSP软件开发管理287

10.1概述287

10.2 DSP应用开发的挑战289

10.3 DSP设计流程289

10.3.1概念和规范阶段290

10.3.2 DSP算法标准和指导291

10.3.3高级系统设计和性能工程292

10.3.4软件开发292

10.3.5系统构建、集成和测试293

10.3.6工厂与现场测试293

10.4 DSP系统设计挑战293

10.5高级 DSP设计工具294

10.6 DSP工具箱295

10.7面向DSP开发的主机开发工具295

10.8一个通用数据流程实例300

10.9代码调谐和优化309

10.10小结314

第11章 基于多核片上系统（SoC）架构的嵌入式DSP软件设计317

11.1多核片上系统317

11.2 SoC的软件结构322

11.3 SoC系统引导次序325

11.4 SoC的支持工具326

11.5一个用于视频处理SoC的例子327

第12章DSP软件技术的未来338

12.1 DSP技术——软件和硬件的变革338

12.2软件模块化的基础339

12.3从封闭到开放的嵌入式系统341

12.4远离无差别堆砌342

12.5结论344

附录A嵌入式DSP系统应用的软件性能工程345

附录B DSP优化的更多提示和技巧356

附录C DSP和嵌入式系统的缓存优化399

附录D嵌入式DSP系统的行为详述422

附录E实时DSP系统分析技术434

附录F DSP算法开发——规定和准则445