数字信号处理频谱计算与滤波器设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:ChiTsongChen

出品人:

页数:440

译者:

出版时间:2002-9

价格:43.00元

装帧:

isbn号码:9787505379619

丛书系列:

图书标签:

• 数字信号处理
• 教科书
• 数字信号处理
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• 工程技术

好的，这是一份关于《数字信号处理频谱计算与滤波器设计》的图书简介，旨在详细介绍本书的内容，同时避免提及任何与该书原主题相关的内容，并确保语言风格自然、信息丰富： 《现代嵌入式系统高级编程与实时操作系统实践》 书籍简介 本书旨在为致力于深入理解和掌握现代嵌入式系统开发领域的高级编程技术与实时操作系统（RTOS）应用的工程师、研究人员和高级学生提供一本全面而实用的参考指南。在全球物联网（IoT）、工业自动化、航空航天以及高性能计算等领域对高效、可靠且资源受限的嵌入式解决方案需求日益增长的背景下，掌握底层的系统级编程艺术和精妙的实时调度机制显得尤为关键。 本书的结构设计，从基础的硬件抽象层（HAL）编程范式出发，逐步深入到复杂的并发控制、内存管理以及特定架构的优化策略，力求构建一个从理论到实践的完整知识体系。我们避免了对特定DSP算法的探讨，而是专注于构建稳健的软件基础设施，确保系统能够在严苛的时序约束下稳定运行。 第一部分：嵌入式系统架构与底层编程范式 本部分首先对现代嵌入式处理器架构，特别是基于Cortex-M系列及更高性能核心的系统级视图进行深入剖析。我们探讨了中断（Interrupt）控制器、时钟树管理以及低功耗模式设计，这些是构建高效能嵌入式应用的基础。 硬件抽象层（HAL）的构建艺术： 详细阐述了如何设计跨平台且可维护的HAL。这不仅仅是简单的寄存器操作封装，更关乎如何通过清晰的接口定义来隔离应用逻辑与特定硬件平台的依赖性。内容涵盖了通用异步收发传输（UART）、串行外设接口（SPI）和I²C总线的高效驱动实现，强调位操作的原子性和时序准确性。 位操作与内存访问优化： 针对嵌入式系统资源有限的特性，本章深入讲解了如何利用编译器提供的内置函数和内联汇编，对数据对齐、缓存预取以及访问模式进行细致的优化。我们讨论了易失性（volatile）关键字的正确使用场景及其对编译器优化的影响，并对比了内存映射I/O（MMIO）与直接内存访问（DMA）在数据吞吐量上的差异与权衡。 固件的启动流程与链接脚本定制： 详细解析了从芯片复位向量到C/C++运行时环境初始化（如构造函数执行）的完整流程。重点剖析了自定义链接脚本（Linker Script）在嵌入式开发中的关键作用，包括代码段、数据段的精确布局、零初始化数据的处理以及栈/堆的配置，以确保关键代码段的物理位置符合系统要求。 第二部分：实时操作系统（RTOS）核心机制与应用 本部分是全书的核心，聚焦于实时操作系统的设计原理、关键服务及高级应用技巧。我们采用一种面向任务、而非面向算法的视角来理解RTOS。 任务调度与时序分析： 全面对比了固定优先级抢占式、轮转以及混合调度策略的优劣。深入探讨了关键路径分析（Critical Path Analysis）和最坏情况执行时间（WCET）的估算方法，这是确保系统满足严格截止时间的基础。本书不涉及频谱分析工具，而是侧重于如何通过合理的任务划分和优先级设置来规避时序冲突。 并发控制与同步原语的精妙运用： 详细解析了互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、事件标志组（Event Flags）等同步机制的内部实现原理。特别强调了优先级反转问题及其解决方案（如优先级继承协议）。通过大量实例展示了如何避免死锁和活锁，确保共享资源的访问安全与高效。 内存管理在RTOS环境下的挑战： 嵌入式RTOS中的动态内存分配往往是性能瓶颈或引入不可预测延迟的根源。本章系统介绍了多种嵌入式堆管理策略，如内存池（Memory Pool）和静态内存分配方案，并分析了在多任务环境中如何安全地使用标准C库的动态内存函数。 RTOS间通信机制的优化： 除了基础的消息队列（Message Queue）外，本书还介绍了更高效的进程间通信（IPC）机制，如事件驱动模型（Event-Driven Architecture）在RTOS中的实现，以及如何设计无锁（Lock-Free）的数据结构用于高速数据交换，从而最小化上下文切换的开销。 第三部分：系统调试、性能度量与可靠性增强 构建一个实时系统仅仅是第一步，确保其在长期运行中的稳定性和可调试性至关重要。 高效的系统调试技术： 深入探讨了利用硬件调试接口（如JTAG/SWD）进行非侵入式调试的技巧。重点介绍了如何使用跟踪缓冲区（Trace Buffer）和嵌入式探针（Probe）来捕获系统在运行时的详细状态信息，这远比简单的打印调试（printf debugging）更为强大和准确。 实时性能度量与分析： 本章关注如何量化系统的实时性能。介绍如何使用硬件定时器和高精度时钟源来度量任务切换时间、中断延迟和任务响应时间。讨论了如何通过日志系统（Logging System）设计，在不显著影响系统性能的前提下，收集必要的运行时诊断信息。 构建高可靠性的嵌入式软件： 涵盖了错误检测与恢复策略，包括看门狗定时器（Watchdog Timer）的应用、异常处理机制的设计，以及固件更新（OTA/FOTA）的原子性实现，确保系统在面对外部干扰或内部错误时，能够自动恢复到已知安全状态。 本书的每一章节都辅以大量的C/C++代码示例，并推荐了业界主流的RTOS（如FreeRTOS, Zephyr, RT-Thread等）作为实践平台，旨在帮助读者真正掌握在资源受限环境中编写高性能、可预测、高可靠性软件的核心能力。本书完全聚焦于系统软件工程层面，不涉及任何信号处理算法、变换理论或滤波器设计细节。

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我是一个对理论要求非常严谨的学习者，而这本书恰恰满足了我的需求。它在讲解每一个概念时，都力求做到严谨细致，公式推导清晰完整，逻辑链条紧密无懈。作者并没有回避复杂的数学证明，而是将其以一种清晰易懂的方式呈现出来，这让我能够真正理解每一个结论的来龙去脉。我特别喜欢书中对信号的采样、量化和编码过程的深入讲解，这让我对数字信号的形成过程有了更深刻的认识。书中对于周期信号和非周期信号在频谱上的区别，也进行了详细的阐述。

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这本书的语言风格非常独特，既有学术的严谨性，又不失通俗易懂的趣味性。作者在讲解复杂概念时，常常会穿插一些生动形象的比喻，让我能够更容易地理解和记忆。我尤其喜欢书中关于滤波器设计的部分，作者不仅详细讲解了各种滤波器的设计原理，还提供了大量的工程实例，让我能够将理论知识与实际应用相结合。例如，在讲解低通滤波器时，作者用一个“筛子”来比喻，形象地说明了低通滤波器只允许低频信号通过，而阻挡高频信号。

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作为一个对技术充满好奇心的爱好者，我一直对数字信号处理领域抱有浓厚的兴趣。这本书就像一位循循善诱的老师，带领我一步步走进这个奇妙的世界。从最基础的采样定理，到复杂的傅里叶变换，再到各种滤波器设计，作者都用一种引人入胜的方式来呈现。我特别欣赏书中对数学原理的深入剖析，但又不会过于枯燥，总是能巧妙地将理论与实际应用联系起来，让我体会到这些抽象概念背后蕴含的强大力量。例如，在讲解Z变换时，作者通过对系统稳定性的分析，让我理解了为何在数字系统中，不同类型的滤波器会有如此显著的差异。

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作为一个初学者，我对数字信号处理这个领域感到既好奇又畏惧。然而，这本书就像一位耐心的向导，将我一步步引领进这个精彩的世界。从最基础的概念，如离散时间信号的表示，到复杂的算法，如快速傅里叶变换，作者都用一种循序渐进的方式进行讲解。我特别喜欢书中大量的图示和表格，它们将抽象的概念形象化，极大地降低了我的学习难度。例如，在讲解卷积的概念时，书中通过对不同波形进行卷积的图示，让我直观地理解了信号的时域卷积与系统响应的关系。

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这本书的封面设计着实令人眼前一亮，简洁而富有科技感，深邃的蓝色背景衬托着银色的字体，仿佛在邀请读者一同探索数字世界的奥秘。翻开目录，我被里面的内容所吸引，虽然我并非科班出身，但书中详尽的理论讲解和清晰的公式推导，让我对许多之前模糊的概念豁然开朗。例如，在介绍离散傅里叶变换（DFT）的部分，作者并没有简单地罗列公式，而是通过生动的类比和图示，将原本抽象的数学概念变得直观易懂。我尤其喜欢其中关于频率域分析的应用章节，它将理论知识与实际工程问题紧密结合，让我看到了数字信号处理在现实生活中的巨大价值，比如在音频信号降噪、图像压缩等方面的应用，都得到了深入浅出的阐述。

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这本书的深度和广度都令人称赞。它不仅涵盖了数字信号处理的核心理论，还涉及了许多前沿的研究方向。例如，在滤波器设计的部分，作者还简要介绍了自适应滤波器和最优滤波器等高级概念，这为我进一步深入学习提供了清晰的指引。我尤其欣赏书中对于不同算法的比较和分析，这帮助我理解了它们的优缺点以及适用场景，从而能够做出更明智的技术选择。这本书绝对是一本适合从入门到进阶的读者阅读的经典著作。

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这本书的编排非常合理，结构清晰，逻辑严谨。我从第一章开始阅读，就感觉作者对内容的组织有着深厚的功底。每一章的开头都会概述本章的学习目标，并在结尾进行总结，这有助于我巩固所学知识。书中的插图和图表也非常精美，准确地反映了概念和公式，为理解复杂的信号处理过程提供了极大的帮助。例如，在介绍FFT算法的部分，书中绘制的蝶形运算图，将原本复杂的计算过程可视化，让我瞬间明晰了算法的精髓。同时，书中穿插的案例分析，也让我能够更直观地理解理论知识在实际问题中的应用。

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对于我这个在实际工作中经常接触到信号处理的工程师来说，这本书无疑是一份宝贵的参考资料。它提供的滤波器设计方法非常实用，涵盖了从巴特沃斯、切比雪夫到椭圆滤波器等多种经典设计，并且详细讲解了不同类型滤波器的特性和适用场景，这对于我选择最适合自己项目的滤波器至关重要。书中关于滤波器设计中的一些关键参数，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等，都进行了详细的解释和计算方法演示。更让我惊喜的是，作者还提供了一些利用MATLAB等工具进行滤波器实现的示例代码，这极大地节省了我的时间和精力，让我能够更快地将理论转化为实际的工程应用。

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这本书的实用性是我最为看重的方面。它不仅仅停留在理论层面，更注重将理论知识应用于实际工程问题。书中提供了大量的工程实例，从通信系统到生物医学信号处理，都进行了详细的分析和讲解。我通过学习书中的案例，不仅巩固了理论知识，还学到了许多解决实际工程问题的技巧和方法。例如，书中关于噪声的分析和处理，就为我解决实际工作中的信号干扰问题提供了重要的参考。

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老实说，我一开始对这本书抱有一些疑虑，担心它会过于理论化，难以消化。然而，当我真正开始阅读后，我的顾虑完全打消了。作者的写作风格非常亲切，仿佛在与读者进行一场深入的交流。他善于用形象的比喻来解释复杂的数学概念，比如将傅里叶变换比作将复杂的乐曲分解成不同的音符，将滤波器比作精密的筛子，等等。这种生动活泼的语言，让我能够在轻松愉快的氛围中掌握数字信号处理的精髓。此外，书中还包含了一些实际操作的建议，对于想要动手实践的读者来说，非常有价值。

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