第1章 绪论 1
1.1 数字信号处理技术概述 1
1.2 FPGA技术 2
1.2.1 按颗粒度分类 3
1.2.2 按技术分类 6
1.2.3 FPL的基准 7
1.3 DSP的技术要求 11
1.4 设计实现 13
1.4.1 FPGA的结构 17
1.4.2 Altera EP4CE115F29C7 21
1.4.3 案例研究：频率合成器 27
1.4.4 用知识产权内核进行设计 34
1.5 练习 39
第2章 计算机算法 53
2.1 计算机算法概述 53
2.2 数字表示法 53
2.2.1 定点数 54
2.2.2 非传统定点数 57
2.2.3 浮点数 68
2.3 二进制加法器 71
2.3.1 流水线加法器 74
2.3.2 模加法器 77
2.4 二进制乘法器 78
2.5 二进制除法器 84
2.5.1 线性收敛的除法算法 85
2.5.2 快速除法器的设计 90
2.5.3 阵列除法器 95
2.6 定点算法的实现 96
2.7 浮点算法的实现 98
2.7.1 定点数到浮点数的格式
转换 98
2.7.2 浮点数到定点数的格式
转换 99
2.7.3 浮点数乘法 100
2.7.4 浮点数加法 101
2.7.5 浮点数除法 103
2.7.6 浮点数倒数 104
2.7.7 浮点操作集成 105
2.7.8 浮点数合成结果 109
2.8 MAC与SOP 111
2.8.1 分布式算法基础 112
2.8.2 有符号的DA系统 114
2.8.3 改进的DA解决方案 115
2.9 利用CORDIC计算特殊
函数 117
2.10 用MAC调用计算特殊
函数 125
2.10.1 切比雪夫逼近 125
2.10.2 三角函数的逼近 127
2.10.3 指数函数和对数函数的
逼近 135
2.10.4 平方根函数的逼近 141
2.11 快速幅度逼近 147
练习 150
第3章 FIR数字滤波器 163
3.1 数字滤波器概述 163
3.2 FIR理论 163
3.2.1 具有转置结构的FIR
滤波器 164
3.2.2 FIR滤波器的对称性 167
3.2.3 线性相位FIR滤波器 168
3.3 设计FIR滤波器 169
3.3.1 直接窗函数设计方法 170
3.3.2 等波纹设计方法 172
3.4 常系数FIR设计 174
3.4.1 直接FIR设计 174
3.4.2 具有转置结构的FIR
滤波器 178
3.4.3 采用分布式算法的FIR
滤波器 183
3.4.4 IP内核FIR滤波器设计 193
3.4.5 基于DA和基于RAG的
FIR滤波器的比较 196
3.5 练习 197
第4章 IIR数字滤波器 205
4.1 IIR数字滤波器概述 205
4.2 IIR理论 208
4.3 IIR系数的计算 210
4.4 IIR滤波器的实现 213
4.4.1 有限字长效应 216
4.4.2 滤波器增益系数的优化 217
4.5 快速IIR滤波器 218
4.5.1 时域交叉 218
4.5.2 群集和分散预测的流水线
技术 220
4.5.3 IIR抽取器设计 222
4.5.4 并行处理 223
4.5.5 采用RNS的IIR设计 226
4.6 窄带IIR滤波器 226
4.6.1 窄带设计示例 227
4.6.2 级联二阶系统窄带滤波器
设计 234
4.6.3 并联二阶系统窄带滤波器
设计 237
4.6.4 窄带IIR滤波器的网格
滤波器设计 244
4.6.5 窄带IIR滤波器的波形
数字滤波器设计 251
4.7 窄带IIR滤波器的全通滤波器
设计 257
4.7.1 窄带IIR滤波器的全通波形
数字滤波器设计 259
4.7.2 窄带IIR滤波器的全通网格
设计 263
4.7.3 窄带滤波器的全通直接型
设计 263
4.7.4 窄带滤波器的全通级联双
二阶设计 263
4.7.5 窄带滤波器的全通并行双
二阶设计 263
4.8 练习 267
第5章 多级信号处理 273
5.1 抽取和插值 273
5.1.1 Noble恒等式 275
5.1.2 用有理数因子进行采样速率
转换 276
5.2 多相分解 276
5.2.1 递归IIR抽取器 281
5.2.2 快速FIR滤波器 281
5.3 Hogenauer CIC滤波器 284
5.3.1 单级CIC案例研究 284
5.3.2 多级CIC滤波器理论 287
5.3.3 幅值与混叠畸变 291
5.3.4 Hogenaur“剪除”理论 293
5.3.5 CIC RNS设计 298
5.3.6 CIC 补偿滤波器设计 300
5.4 多级抽取器 302
5.5 作为通频带抽取器的频率
采样滤波器 305
5.6 任意采样速率转换器的设计 308
5.6.1 分数延迟速率变换 311
5.6.2 多项式分数延迟设计 318
5.6.3 基于B样条的分数速率
变换器 324
5.6.4 MOMS分数速率变换器 328
5.7 滤波器组 335
5.7.1 均匀DFT滤波器组 336
5.7.2 双通道滤波器组 339
5.7.3 实现双通道滤波器组 344
5.8 小波 353
5.8.1 离散小波变换 355
5.8.2 离散小波变换的应用 358
5.9 练习 366
第6章 傅立叶变换 373
6.1 傅立叶变换概述 373
6.2 离散傅立叶变换算法 374
6.2.1 用DFT近似傅立叶变换 374
6.2.2 DFT的性质 376
6.2.3 Goertzel算法 378
6.2.4 Bluestein Chirp-z变换 379
6.2.5 Rader算法 382
6.2.6 Winograd DFT算法 388
6.3 快速傅立叶变换算法 390
6.3.1 Cooley-Tukey FFT算法 391
6.3.2 Good-Thomas FFT算法 401
6.3.3 Winograd FFT算法 404
6.3.4 DFT和FFT算法的比较 407
6.3.5 IP内核FFT设计 409
6.4 与傅立叶相关的变换 413
6.4.1 利用DFT计算DCT 414
6.4.2 快速直接DCT实现 415
6.5 练习 417
第7章 通信系统 427
7.1 差错控制和加密技术 427
7.1.1 编码理论的基本概念 428
7.1.2 分组码 432
7.1.3 卷积码 436
7.1.4 FPGA的加密算法 443
7.2 调制和解调 457
7.2.1 基本的调制概念 457
7.2.2 非相干解调 462
7.2.3 相干解调 467
7.3 练习 474
第8章 自适应系统 479
8.1 自适应系统的应用 479
8.1.1 干扰消除 480
8.1.2 预测 480
8.1.3 反演模拟 481
8.1.4 系统辨识 481
8.2 最优估计技术 482
8.3 Widrow-Hoff最小二乘法
算法 488
8.3.1 学习曲线 494
8.3.2 标准化LMS(NLMS) 496
8.4 变换域LMS算法 498
8.4.1 快速卷积技术 498
8.4.2 应用正交变换 499
8.5 LMS算法的实现 502
8.5.1 量化效应 502
8.5.2 LMS算法的FPGA设计 503
8.5.3 流水线LMS滤波器 505
8.5.4 转置形式的LMS滤波器 507
8.5.5 DLMS算法的设计 507
8.5.6 应用Signum函数的LMS
设计 511
8.6 递归最小二乘法算法 513
8.6.1 有限记忆的RLS算法 516
8.6.2 快速RLS算法的卡尔曼
实现 518
8.6.3 快速后验卡尔曼RLS
算法 523
8.7 LMS和RLS的参数比较 523
8.8 主成分分析(PCA) 524
8.8.1 主成分分析的计算 527
8.8.2 Sanger GHA PCA的实现 531
8.9 独立成分分析(ICA) 535
8.9.1 白噪声化和正交化 538
8.9.2 独立成分分析算法 538
8.9.3 EASI ICA算法的实现 539
8.9.4 备选BSS算法 544
8.10 语音和音频信号编码 545
8.10.1 A律和µ律编码 546
8.10.2 线性和自适应PCM
编码 550
8.10.3 模型化编码：LPC-10e
方法 556
8.10.4 MPEG音频编码方法 557
8.11 练习 558
第9章 微处理器设计 565
9.1 微处理器设计概述 565
9.2 微处理器的发展史 566
9.2.1 多功能微处理器简史 566
9.2.2 RISC微处理器简史 568
9.2.3 PDSP简史 568
9.3 指令集设计 570
9.3.1 寻址模式 571
9.3.2 数据流：零地址、单地址、
二地址和三地址设计 577
9.3.3 寄存器文件和存储器体系
结构 581
9.3.4 操作支持 586
9.3.5 下一次操作的定位 588
9.4 软件工具 588
9.4.1 词法分析 589
9.4.2 分析程序的开发 599
9.5 FPGA微处理器内核 609
9.5.1 硬内核微处理器 610
9.5.2 软内核微处理器 616
9.6 案例研究 626
9.6.1 T-RISC栈处理器 626
9.6.2 LISA小波处理器的设计 632
9.6.3 Nios自定义指令设计 647
9.7 练习 653
第10章 图像和视频处理 665
10.1 图像和视频处理概述 665
10.1.1 图像格式 666
10.1.2 基本图像处理操作 671
10.2 案例研究1：HDL中的
边缘检测 673
10.2.1 二维HDL滤波器设计 676
10.2.2 图像系统设计 677
10.2.3 VGA边缘检测系统的
组装 679
10.3 案例研究2：使用图像处理库
进行中值滤波 691
10.3.1 中值滤波器 692
10.3.2 HDL中的中值滤波器 693
10.3.3 Nios中值滤波图像处理
系统 695
10.3.4 SW中的中值滤波器 697
10.4 案例研究3：视频处理中的
运动检测由自定义协处理器
改进 701
10.4.1 运动检测 702
10.4.2 ME协处理器设计 703
10.4.3 视频压缩标准 706
练习 708
附录A 设计实例的Verilog源代码 713
附录B 设计实例的合成结果 573
附录C VHDL和Verilog编码的
z关键字 789
附录D 学习资料 791
附录E 术语汇编 799
参考文献 809
· · · · · · (
收起)
还没人写过短评呢