基于FPGA的数字电路系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:崔葛瑾 编

出品人:

页数:206

译者:

出版时间:2008-7

价格:21.00元

装帧:

isbn号码:9787560620381

丛书系列:

图书标签:

• 数字设计
• FPGA
• 数字电路
• 系统设计
• Verilog
• VHDL
• 硬件设计
• 可编程逻辑
• 数字系统
• 电子工程
• 嵌入式系统

《数字信号处理原理与应用》 内容简介 本书旨在系统介绍数字信号处理（DSP）的基本理论、核心算法以及在工程实践中的具体应用。全书结构严谨，内容全面，覆盖了从基础理论到前沿技术的多个层面，旨在为读者构建一个扎实且深入的DSP知识体系。 第一部分：数字信号处理基础理论 本部分是理解整个DSP领域的基石，重点阐述了将连续时间信号转换为离散时间信号以及在离散域进行分析所必需的数学工具和基本概念。 第一章：离散时间信号与系统 本章详细探讨了离散时间信号的表示方法、基本操作（如移位、翻转、相加、相乘）以及重要的信号类型，如单位脉冲序列、单位阶跃序列、指数序列和正弦序列。随后，引入了离散时间系统的概念，分类讨论了线性时不变（LTI）系统、因果系统、稳定系统等。核心内容包括利用卷积和叠加原理分析LTI系统的零输入响应和零状态响应，推导出系统的差分方程表示。 第二章：Z变换及其应用 Z变换是分析离散时间系统的核心数学工具。本章从双边Z变换出发，推导单边Z变换的定义域和收敛域（ROC）。深入分析了Z变换的性质，如时移性、微分性质和卷积性质。重点讲解了系统的频率响应与Z变换之间的关系，特别是如何利用Z变换求解差分方程，分析系统的稳定性和因果性。本章还涵盖了逆Z变换的计算方法，包括长除法和部分分式展开法。 第三章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） DFT是连接时域分析与频域分析的关键桥梁。本章详细阐述了DFT的定义、矩阵形式及其与连续时间傅里叶变换（CTFT）的联系。特别强调了DFT在周期延拓信号上的应用，并分析了频率分辨率和栅栏效应（Spectral Leakage）。随后，系统介绍了快速傅里叶变换（FFT）的原理，重点剖析了蝶形运算结构和著名的Cooley-Tukey算法（如按时间抽选和按频率抽选的基2-FFT），展示了其在计算效率上的巨大优势。 第二部分：数字滤波器设计 滤波器是DSP应用中最核心的模块之一。本部分将数字滤波器分为无限冲激响应（IIR）和有限冲激响应（FIR）两大类，并分别介绍其设计方法和性能指标。 第四章：无限冲激响应（IIR）滤波器设计 IIR滤波器具有设计简单、相位特性难以控制的特点。本章首先回顾了模拟滤波器的Butterworth、Chebyshev（I型和II型）和椭圆滤波器等经典原型设计。随后，重点介绍将模拟滤波器转换为数字滤波器的双线性变换法（BLT）和脉冲不变法。详细讨论了预畸变（Pre-warping）技术，以确保频率响应的准确匹配。最后，分析了IIR滤波器在量化误差和稳定性方面需要注意的问题。 第五章：有限冲激响应（FIR）滤波器设计 FIR滤波器具有线性相位特性，稳定性高，是许多对相位要求严格的场合的首选。本章讲解了FIR滤波器的基本结构和性能指标（如过渡带宽度、阻带衰减）。核心内容是窗函数法，详细介绍了矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等常见窗函数的特性及其对频率响应的影响。此外，深入讲解了频率采样法和优化设计方法，特别是著名的Parks-McClellan算法（最小均方误差法），以获得最优的等波纹滤波器。 第三部分：多速率信号处理与应用 随着系统复杂度的提升，对信号进行不同速率的采样和处理成为必然。本部分聚焦于如何高效地改变信号的采样率。 第六章：采样率转换 本章探讨了上采样（插值）和下采样（抽取）的基本原理。上采样通过插入零值并进行插值滤波来提高采样率，下采样通过抽取和抗混叠滤波来降低采样率。重点讲解了单速率和多速率滤波器组（如半带滤波器）的设计与实现，并阐述了抽取滤波器组（Decimation Filter Bank）和插值滤波器组（Interpolation Filter Bank）在信道分离和信号重构中的应用。 第四部分：自适应滤波与现代算法 本部分关注那些能够根据输入信号特性实时调整自身参数的滤波器，是DSP技术向智能化发展的重要方向。 第七章：自适应滤波原理与算法 自适应滤波器（AF）的核心在于自适应算法。本章首先介绍了均方误差（MSE）准则，这是自适应滤波器优化的目标函数。随后，系统介绍了最广泛使用的自适应算法——最小均方（LMS）算法，包括其收敛性分析和步长选择对性能的影响。接着，深入讲解了更快速收敛的算法，如归一化LMS（NLMS）和递归最小二乘（RLS）算法，并讨论了它们在噪声消除、回声消除和信道均衡等方面的具体工程实现。 第八章：数字滤波器结构与硬件实现考量 本章将理论设计与实际硬件的局限性相结合。讨论了实现数字滤波器的基本结构，如直接形式、级联形式和并联形式，并分析了这些结构在计算量、量化噪声和对硬件资源占用上的权衡。特别强调了定点运算下的溢出问题、舍入误差和系数量化对滤波器性能的实际影响。 全书理论与实践并重，配备了大量的数学推导和MATLAB/Python仿真示例，帮助读者深入理解算法的内在机制，并能将所学知识应用于实际的通信、控制和音频处理等工程领域。本书适合作为高等院校电子信息、通信工程、自动化专业本科高年级和研究生数字信号处理课程的教材或参考书。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，完全超出了我的预期。我本来以为会是一本比较枯燥的技术手册，但实际上，它更像是一位经验丰富的导师，在循循善诱地引导我。作者的文笔非常生动，将原本晦涩难懂的FPGA设计概念，讲解得浅显易懂，充满了智慧的光芒。我特别喜欢书中对于“设计哲学”的探讨，它不仅仅是告诉我们“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这么做”。例如，在讲解资源利用率和性能之间的权衡时，作者并没有给出一个标准答案，而是引导读者去分析具体的项目需求，从而做出最优的选择。这是一种非常高级的设计思维，能够帮助我摆脱“照猫画虎”的模式，培养出独立思考和解决问题的能力。而且，书中还融入了许多作者在实际项目中的宝贵经验，这些“干货”是很多教科书上无法学到的。例如，关于如何避免常见的时序违例，以及如何调试那些难以捉摸的硬件Bug，都给出了非常实用的技巧。这本书让我深刻体会到，FPGA设计不仅仅是一门技术，更是一门艺术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在嵌入式领域摸爬滚打的老兵，我一直觉得FPGA的学习曲线相当陡峭，尤其是在系统级设计方面，总感觉缺乏一条清晰的路径。直到我翻阅了这本书，才真正找到了一盏指路明灯。书中对FPGA内部结构的剖析，以及如何利用这些结构来构建高效、稳定的数字系统，简直是鞭辟入里。我尤其欣赏作者在介绍复杂控制器设计时，那种“由表及里”的讲解方式，先从整体功能入手，再逐步深入到具体的逻辑实现，并对其中的关键性能指标进行了量化分析。这让我能够从整体上把握系统的脉络，而不是被零散的细节所淹没。而且，书中关于通信协议接口的设计，例如AXI、PCIe等，都给出了非常详尽的讲解和实例，这对于我目前的项目来说，简直是雪中送炭。以前我总是需要在各个论坛和技术文档中零散地查找资料，现在有了这本书，我可以系统地学习和掌握这些重要的接口技术，大大提升了我的开发效率。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书，我最直观的感受就是它的“系统性”和“前瞻性”。市面上很多关于FPGA的书籍，要么过于侧重于某种特定的IP核，要么停留在非常基础的逻辑门层面。然而，这本书的格局要大得多，它从宏观层面出发，为读者构建了一个完整的数字电路系统设计框架。作者并没有回避FPGA系统设计中必然会遇到的各种挑战，例如时序约束的优化、功耗的控制、以及可测试性设计（DFT）等关键问题，并且给出了切实可行的解决策略。我特别欣赏书中对“设计流程”的细致描绘，从需求分析到逻辑综合、布局布线、时序分析，再到最后的比特流生成和硬件调试，每一个环节都阐述得非常透彻。这让我意识到，一个优秀的FPGA工程师，不仅需要精通硬件描述语言，更需要具备全局观和系统思维。书中提供的案例，很多都是当前行业内比较热门的应用方向，比如高性能计算、通信接口、以及一些嵌入式SoC的设计，这让我在学习过程中，能够接触到最前沿的技术趋势，并为我未来的职业发展提供了明确的方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是一股清流，填补了我一直以来在FPGA数字电路系统设计领域知识上的空白。我之前接触过一些FPGA的基础书籍，但总感觉理论过于分散，实操指导不足，导致我在实际项目中总是磕磕绊绊。这本书的视角非常独特，它不仅仅是罗列各种FPGA的指令和语法，而是深入浅出地讲解了如何将理论知识转化为实际的数字电路系统。作者在处理复杂系统设计时，逻辑清晰，层层递进，让我这个初学者也能逐步理解大型设计的思路。尤其令我印象深刻的是，书中对不同类型数字电路的系统化分析，比如状态机的设计、总线接口的构建、以及嵌入式系统的基本架构等等，都给出了非常详尽的案例和代码示例。这些例子不仅仅是简单的“hello world”，而是包含了实际应用中可能遇到的各种问题和解决方案，这对于我这种渴望快速上手实操的人来说，价值简直无法估量。而且，书中对EDA工具的使用也进行了详细的指导，我之前在软件操作上总是摸不清门道，现在有了这本书，感觉豁然开朗。我相信，通过这本书的学习，我能够更自信地 tackling 各种FPGA项目，提升自己的设计能力。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受就是“豁然开朗”。过去我对FPGA的理解，总是停留在“硬件描述语言+工具链”的层面，但这本书为我打开了一个全新的视野，让我看到了FPGA在构建复杂数字系统中的核心价值。作者的讲解逻辑非常严谨，层层递进，能够将复杂的概念分解成易于理解的单元，并逐步构建成完整的系统。我特别喜欢书中关于“模块化设计”和“IP复用”的理念，它教会了我如何将一个大型设计拆分成可管理、可重用的模块，这不仅能提高开发效率，还能保证设计的可靠性。书中对一些经典的数字系统架构，例如流水线、多处理器系统等，都进行了深入的剖析，这让我能够理解不同架构的优缺点，并根据实际需求进行选择。而且，书中还融入了许多关于“软件协同设计”的思想，这对于我这种习惯了软件开发的工程师来说，非常有启发性，让我看到了FPGA与软件结合的巨大潜力。这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一本能够帮助我提升设计思维和工程能力的宝典。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆