DSP嵌入式无线通信系统开发实例精讲

【书名】DSP嵌入式无线通信系统开发实例精讲
【作者】陶伟 编著
【ISBN】978-7-121-08001-2
【出版社】电子工业出版社
【出版日期】2009年3月
【宣传语】
实例丰富  即学即用
【内容简介】
本书针对目前热门的无线通信领域，通过专业技术与实例精讲的形式，详细介绍了DSP嵌入式无线通信技术开发的方法与流程。全书共分为两篇10章，第1篇为DSP基础知识篇，其中简要介绍了DSP 处理器内部结构、指令系统、线性汇编及代码优化、CSS开发工具，以及BOOT加载与软硬件调试等；第2篇为DSP无线通信系统开发实例篇，其中介绍了4个实际的无线通信实例，包括实时红外成像系统开发实例、RS码的DSP开发实例、无线宽带接收机开发实例、正交频分多址OFDMA系统实例，以及LDPC码的DSP设计实现。
本书语言通俗，结构清晰，内容循序渐进、深入浅出，工程案例典型丰富。其中的内容涵盖了无线通信开发的诸多前沿与核心技术，实战和商业价值高。利于读者举一反三，快速掌握DSP通信系统设计的技术并学会实际设计。
本书配有随附光盘一张，其中包含全书所有实例的硬件原理图和程序源代码，方便读者学习和使用。本书适合计算机、自动化、电子及通信等相关专业的大中专学生，以及从事DSP通信开发的科研人员使用。
【丛 书 说 明】
工程技术的电子化、集成化和系统化促进了电子工程技术的发展，同时也促进了电子工程技术在社会各行业中的广泛应用，从近年的人才招聘市场来看，电子工程师的人才需求更是一路走高。
电子工程师如此紧俏，除需求不断走高，人才供不应求外，另一重要原因则是电子工程师的门槛相对而言比较高，这个高门槛则来自于工程师的“经验”和“实践”！
因此，为了满足读者学习和工作需要，解决各种工作中的专业问题，我们紧紧围绕“经验”和“实践”，精心策划组织了此套丛书。
1．丛书范围
现代电子科学技术的一个特点是多学科交叉，因此，工程师应当了解、掌握两门以上的相关学科，知识既精深又广博是优秀的工程师成长为某领域专家的重要标志。本丛书内容涉及软件开发、研发电子以及嵌入式项目开发等，包括单片机、USB接口、ARM、CPLD/FPGA、DSP和移动通信系统等。
2．读者对象
本套书面向各领域的初、中级用户，具体为高校计算机、电子信息、通信工程、自动化控制专业在校大学生，以及从事电子开发和应用行业的科研人员。
3．内容组织形式
本套书紧紧围绕“经验”和“实践”，首先介绍一些相关的基础知识，然后根据不同的模块或应用领域，分篇安排应用程序实例的精讲。基础知识用来为一些初级读者打下一定的知识功底；基础好一点的读者则可以跳过这一部分，直接进入实例的学习。
4．实例特色
在应用实例的安排上，着重突出“应用”和“实用”两个基本原则，安排具有代表性、技术领先性，以及应用广泛的典型实例，让读者学习借鉴。这些实例是从作者多年程序开发项目中挑选出的，也是经验的归纳与总结。
在应用实例的讲解上，既介绍了设计原理、基本步骤和流程，也穿插了一些经验、技巧与注意事项。特别在程序设计思路上，在决定项目开发的质量和成功与否的细节上，尽可能地用简洁的语言来清晰阐述大众易于理解的概念和思想；同时，程序代码部分做了很详细的中文注释，有利于读者举一反三，快速应用和提高。
5．光盘内容
本套书的光盘中包含了丰富的实例原图文件和程序源代码，读者稍加修改便可应用于自己的工作中或者完成自己的课题（毕业设计），物超所值。读者使用之前，最好先将光盘内容全部复制到电脑硬盘中，以便于以后可以直接调用，而不需要反复使用光盘，提高操作速度和学习效率。
6．学习指南
对于有一定基础的读者，建议直接从实例部分入手，边看边上机练习，这样印象会比较深，效果更好。基础差一点的读者请先详细学习书中基础部分的理论知识，然后再进行应用实例的学习。在学习中，尽量做到反复理解和演练，以达到融会贯通、举一反三的功效；特别希望尽量和自己的工作设计联系起来，以达到“即学即会，学以致用”的最大化境界。
本套丛书主要偏重于实用性，具有很强的工程实践指导性。期望读者在学习中顺利、如意！
【前言】
无线电通信是指利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送的通信方式，也称为“无线通信”（Wireless Communication）。目前无线通信技术已经得到了广泛的应用，利用该技术可以实现电话、电报、传真、数据、图像、电视，以及广播等通信业务。随着微电子技术和计算机技术的进步，无线电新技术、新业务和新设备层出不穷，无线电技术以其在信息传播、经济生产和军事上无可替代的独特作用受到国际上的普遍重视。
DSP是目前应用最热门的嵌入式处理器之一，在无线通信领域应用很广。但目前市场上关于DSP通信系统开发的书主要以原理介绍为主，实例内容比较缺乏，本书出版旨在弥补这种不足。
本书从专业和实用的角度出发，通过实例精讲的形式，由浅入深地详细介绍DSP嵌入式无线通信技术开发的方法与流程。全书分为两篇9章，主要内容如下。
第1篇为DSP基础知识篇，其中简要介绍了DSP处理器内部结构、指令系统、线性汇编及代码优化、CSS开发工具，以及BIOS系统与外设接口设计。通过本篇学习，读者可熟悉DSP开发的基础知识。已经具有了DSP基础知识的读者可以跳过此部分，直接进入后面实例的学习。
第2篇为DSP无线通信系统开发实例篇，其中首先讲解无线通信系统的相关专业知识，然后重点介绍了4个实际的无线通信实例，包括实时红外成像系统开发实例、RS码的DSP开发实例、无线宽带接收机开发实例、正交频分多址OFDMA系统实例，以及CDPC码的DSP设计实现。通过学习，读者可以熟悉和掌握DSP无线系统设计的流程和主要技术，实现从入门到提高的效果。
本书配有随附光盘一张，其中包含全书所有实例的硬件原理图和程序源代码，方便读者学习和使用。本书适合计算机、自动化、电子及通信等相关专业的大中专学生，以及从事DSP通信开发的科研人员使用。
与同类型书相比，本书具有以下特色。
（1）语言通俗，结构清晰，内容循序渐进，深入浅出。
（2）DSP通信系统实例典型丰富，好学易懂。其中涉及无线通信开发的大量前沿与核心技术，专业性强，并且实战和商业价值高。
（3）提供了通信系统设计的详细思路与流程，并且详细注释实例的程序代码。利于读者理解和巩固知识点，举一反三。
（4）稍加修改随附光盘中实例的硬件电路图和程序源代码，即可应用于读者的工作中，物超所值。
本书主要由陶伟编写，参加编写的还有唐清善、邱宝良、周克足、刘 斌、李亚捷、李永怀、李宁宇、刘伟捷、黄小欢、严剑忠、黄小宽、李彦超、付军鹏、张广安、贾素龙、王艳波、金 平、徐春林、谢正义、郑贞平及张小红等。他们在资料收集、整理和技术支持方面做了大量的工作，在此一并表示感谢！
由于时间仓促，再加之作者的水平有限，书中难免存在一些不足之处，欢迎广大读者批评指正。
【目录】
第一篇  DSP基础知识
第1章  DSP基本结构与指令系统    2
1.1  DSP处理器的特点与分类    2
1.2  DSP应用领域及选型    4
1.2.1  DSP应用领域    4
1.2.2  DSP芯片选型    4
1.3  DSP的硬件结构    6
1.4  DSP指令    21
1.5  本章小结    30
第2章  CCS集成开发工具    31
2.1  CCS的特点及其安装    31
2.1.1  CCS功能简介    31
2.1.2  CCS的组成单元    32
2.1.3  为CCS安装设备驱动程序    33
2.2  CSS基本功能及其使用方法    37
2.2.1  查看与修改存储器/变量    37
2.2.2  使用断点工具    42
2.2.3  使用探针点工具    44
2.2.4  使用图形工具    46
2.3  本章小结    52
第3章  线性汇编与代码优化    53
3.1  线性汇编    53
3.1.1  线性汇编语句的基本结构    53
3.1.2  线性汇编中的伪指令    54
3.1.3  汇编优化器选项    56
3.2  代码优化    56
3.2.1  程序剖析工具    57
3.3  通过线性汇编优化汇编代码    63
3.3.1  编写并行代码    63
3.3.2  数据打包处理技术    67
3.3.3  软件流水    70
3.3.4  多周期循环的模编排    78
3.3.5  循环传递路径    88
3.3.6  循环中的If-Then-Else语句    93
3.3.7  循环展开    97
3.3.8  生命太长问题    101
3.3.9  消除冗余取    105
3.3.10  避免存储器访问冲突    110
3.3.11  软件流水外环    118
3.3.12  与内环一起有条件地
3.3.12  执行外环    120
3.4  本章小结    127
第4章  DSP/BIOS系统与外设接口
第4章  设计    128
4.1  DSP/BIOS实时操作系统    128
4.1.1  DSP/BIOS概述    128
4.1.2  DSP/BIOS GUI配置    129
4.2.3  DSP/BIOS编程实例    131
4.2  DSP集成外设概述    133
4.3  DSP的HPI接口设计    135
4.3.1  HPI硬件介绍    136
4.3.2  HPI接口及其应用    137
4.3.3  BIOS中HPI设置实例    143
4.4  DSP的McBSP接口设计    144
4.4.1  McBSP硬件介绍    144
4.4.2  McBSP接口及应用    145
4.4.3  BIOS中McBSP设置实例    151
4.5  DSP的DMA控制器设计    154
4.5.1  DMA硬件介绍    155
4.5.2  DMA控制器设计及应用    156
4.5.3  BIOS中DMA设置实例    163
4.6  本章小结    168
第二篇  DSP无线通信开发技术与实例
第5章  无线通信系统设计专业知识    170
5.1  无线通信系统简介    170
5.1.1  无线电频谱资源管理    170
5.1.2  无线通信系统组成    172
5.1.3  无线通信系统分类    173
5.1.4  无线通信系统应用领域    173
5.2  无线通信系统的硬件实现
5.2  技术    174
5.2.1  传输距离设计    174
5.2.2  输入端口设计分析    175
5.2.3  硬件设计的注意事项    176
5.3  无线通信系统的软件设计
5.3  技术    177
5.3.1  无线通信流程设计    177
5.3.2  系统的低功耗时序设计    178
5.3.3  微控制器的抗干扰编程    180
5.4  无线通信系统软硬件协同
5.4  设计    182
第6章  DSP红外成像系统设计
第6章  实例    185
6.1  系统说明    185
6.2  硬件电路设计    186
6.2.1  硬件总体结构    186
6.2.2  电源模块    187
6.2.3  复位电路    188
6.2.4  时钟电路    189
6.2.5  DSP及其外围电路    190
6.2.6  FPGA及其外围电路    190
6.2.7  通用串行接口电路    191
6.2.8  视频编码器电路    191
6.2.9  A/D模块    192
6.3  系统软件设计    192
6.3.1  软件总体结构    192
6.3.2  软件工作流程    192
6.3.3  图像处理算法    194
6.4  程序代码与分析    198
6.4.1  EDMA配置代码    198
6.4.2  Emif口配置代码    200
6.4.3  主程序与注释    201
6.4.4  主要红外图像处理算法函数
6.4.4  代码    204
6.5  系统调试    211
第7章  RS码的DSP设计实现    212
7.1  RS码概述    212
7.2  RS码算法原理及DSP实现    213
7.2.1  RS码的编码算法    213
7.2.2  RS码的译码算法    221
7.3  RS码程序代码与注释    227
7.3.1  RS码编码    227
7.3.2  RS码译码    229
7.4  代码说明及优化    236
7.5  实例总结    238
第8章  无线宽带通信接收机设计
第8章  实例    239
8.1  宽带通信技术概述    239
8.1.1  宽带通信的定义    239
8.1.2  宽带通信的特点    240
8.1.3  宽带通信的关键技术    240
8.2  常见的无线宽带系统    240
8.2.1  基于IEEE 802.11协议的
8.2.1  宽带通信系统（WiFi）    240
8.2.2  基于IEEE 802.16协议的
8.2.2  宽带通信系统（WiMax）    241
8.2.3  其他宽带通信系统    242
8.3  宽带系统组成及DSP实现    242
8.3.1  Ti公司TMS320C6416DSP
8.3.1  性能分析    242
8.3.2  信号到达检测    243
8.3.3  频偏估计    245
8.3.4  信号同步    246
8.3.5  信道估计模块    248
8.4  无线宽带通信系统硬件平台    249
8.4.1  硬件总体结构    249
8.4.2  电源模块    250
8.4.3  DSP内核电路    250
8.4.4  DSP EMIFA口及SDRAM
8.4.4  电路    250
8.4.5  DSP EMIFB口及Flash
8.4.5  电路    254
8.4.6  DSP MCBSP串行口    255
8.5  程序代码    256
8.5.1  信号到达检测模块    256
8.5.2  频偏估计模块    257
8.5.3  信号同步模块    259
8.5.4  信道估计模块    261
8.6  实例总结    263
第9章  OFDM通信系统设计实例    264
9.1  OFDM技术概述    264
9.1.1  OFDM系统的发展现状    264
9.1.2  OFDM系统的优缺点    265
9.1.3  OFDM系统的关键技术    265
9.2  OFDM系统组成    266
9.2.1  Turbo码模块    267
9.2.2  QPSK数字调制    269
9.2.3  频偏估计    270
9.2.4  多载波调制    271
9.2.5  降峰均比    272
9.3  OFDM系统硬件平台    273
9.3.1  硬件总体结构    273
9.3.2  电源模块    274
9.3.3  DSP内核电路    274
9.3.4  DSP EMIFA口及SDRAM
电路    274
9.3.5  DSP EMIFB口及Flash
电路    274
9.3.6  DSP MCBSP电路    278
9.4  OFDM系统的软件设计    280
9.4.1  软件总体框架设计    280
9.4.2  数据IO模块设计    280
9.4.3  BIOS设计    281
9.4.4  算法模块设计    281
9.5  程序代码与分析    282
9.5.1  EDMA配置代码    282
9.5.2  EMIF口配置代码    283
9.5.3  主流程代码    284
9.5.4  主要算法函数代码    288
9.6  实例总结    296
第10章  LDPC码的DSP设计
第10章  实现    297
10.1  信道编码与LDPC码    297
10.1.1  信道编码理论    297
10.1.2  LDPC码的提出与发展    299
10.2  LDPC码的基础原理    299
10.2.1  LDPC码定义及其描述    299
10.2.2  Tanner图表示及非正则
10.2.2  LDPC码    300
10.2.3  LDPC码的译码    301
10.2.4  AWGN信道下的译码算法
10.2.2  描述    304
10.3  LDPC码的DSP快速实现
10.3  算法    304
10.3.1  LDPC码的快速译码算法    304
10.3.2  LDPC码的快速编码算法    306
10.3.3  DSP实现时考虑的问题    307
10.4  LDPC码的DSP程序代码
10.3  设计    308
10.4.1  LDPC码编码程序代码    308
10.4.2  LDPC码译码程序代码    311
10.5  实例总结    317

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