Digital signal processing with field programmable gate arrays
副标题：无
分类号：
ISBN：9787302246176
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简介
FPGA仍旧是快速创新的领域，我非常高兴SpringerVerla9公司给我这个机会将FPGA领域的最新发展囊括到本书的第3版中。本版新增了总计150多页全新的理念和当前的设计方法。第3版的创新主要包括以下几方面。
·现在许多FPGA都包含嵌入式l8位×18位乘法器，因而推荐在以DSP为主的应用中使用这些器件，因为嵌入式乘法器可以节省很多LE。例如，在本版的所有示例，中都用到的CycloneIIEP2C35F672C6器件就具有35个18位×18位乘法器。
·MaxPlusIl软件不再更新，新的器件(如Stratix和Cyclone)仅在QuartusIl中支持。本书中所有新旧示例目前均通过Quartus6．0针对CycloneIIEP2C35F672C6器件编译。从QuartusIl6．0起，整数是以最小负整数(类似于ModelSim仿真器)而不再是0进行默认初始化，因而本书第2版中完全相同的例子将不能在QuartusIl6．0下运行。所提供的Tcl脚本允许所有示例的评估也可以用于其他器件。由于下载QuartusIl需要的时间比较长，本书附赠的CD包含了书中用到的QuartusIl6．0网络版。
·新器件的功能也允许使用很多MAC调用的设计。本书新增了一节(2．9节)，讲述关于基于MAC的三角、指数、对数和平方根的函数逼近。
·为进一步缩短产品投放市场的时间，FPGA供应商提供了可以很容易引用到新设计项目的知识产权保护(IntellectualProperty，IP)内核。本书也解释了IP模块如何用于NC0、FIR滤波器和FFT的设计。
·采样速率的任意变化是多重速率系统中常见的问题，5．6节给出了几种解决方案，包括8样条、MOMS和Farrow类型转换器的设计。
·基于FPGA的微处理器已经成为FPGA供应商的重要IP模块。尽管不具各自定义算法设计一样的高性能，但通过微处理器算法的软件实现通常需要的资源更少。新增的第9章涵盖了从软件工具到硬?和软核微处理器的许多方面，并开发了带有汇编程序和C编译器的一个完整的示例处理器。
·本书新增了l07道练习，答案手册可以从www，．amazon．com以成本价购得。
·最后特别感谢读者访问HarveyHamel，后者发现了许多错误，这些错误已经总结在
本书第2版的勘误表中，贴在本书的主页http：／／hometowr!．aolde／uwemeyerbaese上。
目录
第1章 绪论
1．1 数字信号处理技术概述
1．2 FPGA技术
1．2．1 按颗粒度分类
1．2．2 按技术分类
1．2．3 FPL的基准
1．3 DSP的技术要求
1．4 设计实现
1．4．1 FPGA的结构
1．4．2 Altera EP2C35F672C6
1．4．3 案例研究：频率合成器
1．4．4 用知识产权内核进行设计
1．5 练习
第2章 计算机算法
2．1 计算机算法概述
2．2 数字表示法
2．2．1 定点数
2．2．2 非传统定点数
2．2．3 浮点数
2．3 二进制加法器
2．3．1 流水线加法器
2．3．2 模加法器
2．4 二进制乘法器
2．5 二进制除法器
2．5．1 线性收敛的除法算法
2．5．2 快速除法器的设计
2．5．3 阵列除法器
2．6 浮点算法的实现
2．6．1 定点数到浮点数的格式转换
2．6．2 浮点数到定点数的格式转换
2．6．3 浮点数乘法
2．6．4 浮点数加法
2．6．5 浮点数除法
2．6．6 浮点数倒数
2．6．7 浮点数合成结果
2．7 MAC与SOP
2．7．1 分布式算法基础
2．7．2 有符号的DA系统
2．7．3 改进的DA解决方案
2．8 利用CORDIC计算特殊函数
2．9 用MAC调用计算特殊函数
2．9．1 切比雪夫逼近
2．9．2 三角函数的逼近
2．9．3 指数函数和对数函数的逼近
2．9．4 平方根函数的逼近
2．10 练习
第3章 FIR数字滤波器
3．1 数字滤波器概述
3．2 FIR理论
3．2．1 具有转置结构的FIR滤波器
3．2．2 FIR滤波器的对称性
3．2．3 线性相位FIR滤波器
3．3 设计FIR滤波器
3．3．1 直接窗函数设计方法
3．3．2 等波纹设计方法
3．4 常系数FIR设计
3．4．1 直接FIR设计
3．4．2 具有转置结构的FIR滤波器
3．4．3 采用分布式算法的FIR．滤波器
3．4．4 IP内核FIR滤波器设计
3．4．5 基于DA和基于RAG的FIR滤波器的比较
3．5 练习
第4章 IlR数字滤波器
4．1 IIR数字滤波器概述
4．2 IIR理论
4．3 IIR系数的计算
4．4 IIR滤波器的实现
4．4．1 有限字长效应
4．4．2 滤波器增益系数的优化
4．5 快速IIR滤波器
4．5．1 时域交叉
4．5．2 群集和分散预见的流水线技术
4．5．3 IIR抽取器设计
4．5．4 并行处理
4．5．5 采用RNS的IIR设计
4．6 练习
第5章 多级信号处理
5．1 抽取和插值
5．1．1 Noble恒等式
5．1．2 用有理数因子进行采样速率转换
5．2 多相分解
5．2．1 递归IIR抽取器
5．2．2 快速FIR滤波器
5．3 Hogenauer CIC滤波器
5．3．1 单级CIC案例研究
5．3．2 多级CIC滤波器理论
5．3．3 幅值与混叠畸变
5．3．4 Hogenaur“剪除”理论
5．3．5 CIC RNS设计
5．4 多级抽取器
5．5 作为通频带抽取器的频率采样滤波器
5．6 任意采样速率转换器的设计
5．6．1 分数延迟速率变换
5．6．2 多项式分数延迟设计
5．6．3 基于B样条的分数速率变换器
5．6．4 MOMS分数速率变换器
5．7 滤波器组
5．7．1 均匀DFT滤波器组
5．7．2 双通道滤波器组
5．7．3 实现双通道滤波器组
5．8 小波
5．9 练习
第6章 傅立叶变换
6．1 傅立叶变换概述
6．2 离散傅立叶变换算法
6．2．1 用DFT近似傅立叶变换
6．2．2 DFT的性质
6．2．3 Goertzel算法
6．2．4 Bluestein Chirp-z变换
6．2．5 Rader算法
6．2．6 Winograd DFT算法
6．3 快速傅立叶变换算法
6．3．1 Cooley―Tukey FFT算法
6．3．2 Good-Thomas FFT算法
6．3．3 Winograd FFT算法
6．3．4 DFT和FFT算法的比较
6．3．5 IP内核FFT设计
6．4 与傅立叶相关的变换
6．4．1 利用DFT计算DCT
6．4．2 快速直接DCT实现
6．5 练习
第7章 前沿课题
7．1 算法应用概述
7．2 矩形变换和数论变换
7．2．1 算术模2□1
7．2．2 采用NTT的高效卷积
7．2．3 采用NTT的快速卷积
7．2．4 NTT的多维索引映射和Agarwal-Burms NTT
7．2．5 用NTT计算DFT矩阵
7．2．6 NTT的索引映射
7．2．7 用矩形变换计算DFT
7．3 差错控制和加密技术
7．3．1 编码理论的基本概念
7．3．2 分组码
7．3．3 卷积码
7．3．4 FPGA的加密算法
7．4 调制和解调
7．4．1 基本调制概念
7．4．2 非相干解调
7．4．3 相干解调
7．5 练习
第8章 自适应滤波器
8．1 滤波器应用概述
8．2 自适应滤波器的应用
8．2．1 干扰的消除
8．2．2 预测
8．2．3 反演模拟
8．2．4 辨识
8．3 最优估计技术
8．4 Widrow-Hoff最小二乘法算法
8．4．1 学习曲线
8．4．2 标准化LMS
8．5 变换域LMS算法
8．5．1 快速卷积技术
8．5．2 应用正交变换
8．6 LMS算法的实现
8．6．1 量化效应
8．6．2 LMS算法的FPGA设计
8．6．3 流水线LMS滤波器
8．6．4 转置形式的LMS滤波器
8．6．5 DLMS算法的设计
8．6．6 应用SIGNUM函数的LMS设计
8．7 递归最小二乘法算法
8．7．1 有限记忆的RLS算法
8．7．2 快速RLS算法的卡尔曼实现
8．7．3 快速后验卡尔曼RLS算法
8．8 LMS与RLS参数的比较
8．9 练习
第9章 微处理器设计
9．1 微处理器设计概述
9．2 微处理器发展史
9．2．1 多功能微处理器简史
9．2．2 RISC微处理器简史
9．2．3 PDSP简史
9．3 指令集设计
9．3．1 寻址模式
9．3．2 数据流：零、单、二和三地址设计
9．3．3 寄存器文件和存储器体系结构
9．3．4 操作支持
9．3．5 下一次操作的定位
9．4 软件工具
9．4．1 词法分析
9．4．2 分析程序的开发
9．5 FPGA微处理器内核
9．5．1 硬内核微处理器
9．5．2 软内核微处理器
9．6 案例研究
9．6．1 T-RISC栈处理器
9．6．2 LISA小波处理器的设计
9．6．3 Nios FFT设计
9．7 练习
参考文献
1．1 数字信号处理技术概述
1．2 FPGA技术
1．2．1 按颗粒度分类
1．2．2 按技术分类
1．2．3 FPL的基准
1．3 DSP的技术要求
1．4 设计实现
1．4．1 FPGA的结构
1．4．2 Altera EP2C35F672C6
1．4．3 案例研究：频率合成器
1．4．4 用知识产权内核进行设计
1．5 练习
第2章 计算机算法
2．1 计算机算法概述
2．2 数字表示法
2．2．1 定点数
2．2．2 非传统定点数
2．2．3 浮点数
2．3 二进制加法器
2．3．1 流水线加法器
2．3．2 模加法器
2．4 二进制乘法器
2．5 二进制除法器
2．5．1 线性收敛的除法算法
2．5．2 快速除法器的设计
2．5．3 阵列除法器
2．6 浮点算法的实现
2．6．1 定点数到浮点数的格式转换
2．6．2 浮点数到定点数的格式转换
2．6．3 浮点数乘法
2．6．4 浮点数加法
2．6．5 浮点数除法
2．6．6 浮点数倒数
2．6．7 浮点数合成结果
2．7 MAC与SOP
2．7．1 分布式算法基础
2．7．2 有符号的DA系统
2．7．3 改进的DA解决方案
2．8 利用CORDIC计算特殊函数
2．9 用MAC调用计算特殊函数
2．9．1 切比雪夫逼近
2．9．2 三角函数的逼近
2．9．3 指数函数和对数函数的逼近
2．9．4 平方根函数的逼近
2．10 练习
第3章 FIR数字滤波器
3．1 数字滤波器概述
3．2 FIR理论
3．2．1 具有转置结构的FIR滤波器
3．2．2 FIR滤波器的对称性
3．2．3 线性相位FIR滤波器
3．3 设计FIR滤波器
3．3．1 直接窗函数设计方法
3．3．2 等波纹设计方法
3．4 常系数FIR设计
3．4．1 直接FIR设计
3．4．2 具有转置结构的FIR滤波器
3．4．3 采用分布式算法的FIR．滤波器
3．4．4 IP内核FIR滤波器设计
3．4．5 基于DA和基于RAG的FIR滤波器的比较
3．5 练习
第4章 IlR数字滤波器
4．1 IIR数字滤波器概述
4．2 IIR理论
4．3 IIR系数的计算
4．4 IIR滤波器的实现
4．4．1 有限字长效应
4．4．2 滤波器增益系数的优化
4．5 快速IIR滤波器
4．5．1 时域交叉
4．5．2 群集和分散预见的流水线技术
4．5．3 IIR抽取器设计
4．5．4 并行处理
4．5．5 采用RNS的IIR设计
4．6 练习
第5章 多级信号处理
5．1 抽取和插值
5．1．1 Noble恒等式
5．1．2 用有理数因子进行采样速率转换
5．2 多相分解
5．2．1 递归IIR抽取器
5．2．2 快速FIR滤波器
5．3 Hogenauer CIC滤波器
5．3．1 单级CIC案例研究
5．3．2 多级CIC滤波器理论
5．3．3 幅值与混叠畸变
5．3．4 Hogenaur“剪除”理论
5．3．5 CIC RNS设计
5．4 多级抽取器
5．5 作为通频带抽取器的频率采样滤波器
5．6 任意采样速率转换器的设计
5．6．1 分数延迟速率变换
5．6．2 多项式分数延迟设计
5．6．3 基于B样条的分数速率变换器
5．6．4 MOMS分数速率变换器
5．7 滤波器组
5．7．1 均匀DFT滤波器组
5．7．2 双通道滤波器组
5．7．3 实现双通道滤波器组
5．8 小波
5．9 练习
第6章 傅立叶变换
6．1 傅立叶变换概述
6．2 离散傅立叶变换算法
6．2．1 用DFT近似傅立叶变换
6．2．2 DFT的性质
6．2．3 Goertzel算法
6．2．4 Bluestein Chirp-z变换
6．2．5 Rader算法
6．2．6 Winograd DFT算法
6．3 快速傅立叶变换算法
6．3．1 Cooley―Tukey FFT算法
6．3．2 Good-Thomas FFT算法
6．3．3 Winograd FFT算法
6．3．4 DFT和FFT算法的比较
6．3．5 IP内核FFT设计
6．4 与傅立叶相关的变换
6．4．1 利用DFT计算DCT
6．4．2 快速直接DCT实现
6．5 练习
第7章 前沿课题
7．1 算法应用概述
7．2 矩形变换和数论变换
7．2．1 算术模2□1
7．2．2 采用NTT的高效卷积
7．2．3 采用NTT的快速卷积
7．2．4 NTT的多维索引映射和Agarwal-Burms NTT
7．2．5 用NTT计算DFT矩阵
7．2．6 NTT的索引映射
7．2．7 用矩形变换计算DFT
7．3 差错控制和加密技术
7．3．1 编码理论的基本概念
7．3．2 分组码
7．3．3 卷积码
7．3．4 FPGA的加密算法
7．4 调制和解调
7．4．1 基本调制概念
7．4．2 非相干解调
7．4．3 相干解调
7．5 练习
第8章 自适应滤波器
8．1 滤波器应用概述
8．2 自适应滤波器的应用
8．2．1 干扰的消除
8．2．2 预测
8．2．3 反演模拟
8．2．4 辨识
8．3 最优估计技术
8．4 Widrow-Hoff最小二乘法算法
8．4．1 学习曲线
8．4．2 标准化LMS
8．5 变换域LMS算法
8．5．1 快速卷积技术
8．5．2 应用正交变换
8．6 LMS算法的实现
8．6．1 量化效应
8．6．2 LMS算法的FPGA设计
8．6．3 流水线LMS滤波器
8．6．4 转置形式的LMS滤波器
8．6．5 DLMS算法的设计
8．6．6 应用SIGNUM函数的LMS设计
8．7 递归最小二乘法算法
8．7．1 有限记忆的RLS算法
8．7．2 快速RLS算法的卡尔曼实现
8．7．3 快速后验卡尔曼RLS算法
8．8 LMS与RLS参数的比较
8．9 练习
第9章 微处理器设计
9．1 微处理器设计概述
9．2 微处理器发展史
9．2．1 多功能微处理器简史
9．2．2 RISC微处理器简史
9．2．3 PDSP简史
9．3 指令集设计
9．3．1 寻址模式
9．3．2 数据流：零、单、二和三地址设计
9．3．3 寄存器文件和存储器体系结构
9．3．4 操作支持
9．3．5 下一次操作的定位
9．4 软件工具
9．4．1 词法分析
9．4．2 分析程序的开发
9．5 FPGA微处理器内核
9．5．1 硬内核微处理器
9．5．2 软内核微处理器
9．6 案例研究
9．6．1 T-RISC栈处理器
9．6．2 LISA小波处理器的设计
9．6．3 Nios FFT设计
9．7 练习
参考文献
Digital signal processing with field programmable gate arrays
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