《数字信号处理的FPGA实现(第2版)》 - 清华大学出版社第五事业部

目    录
第1章  绪论	1
1.1  数字信号处理概述	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	9
1.4  设计实现	11
1.4.1  FPGA的结构	14
1.4.2  Altera EPF10K70RC240-4	17
1.4.3  案例研究：频率合成器	19
1.5  练习	24
第2章  计算机算法	28
2.1  概述	28
2.2  数字表示法	28
2.2.1  定点数	29
2.2.2  非传统定点数	31
2.2.3  浮点数	40
2.3  二进制加法器	43
2.3.1  流水线加法器	45
2.3.2  模加法器	49
2.4  二进制乘法器	50
2.5  二进制除法器	55
2.5.1  线性收敛的除法算法	57
2.5.2  快速除法器的设计	61
2.5.3  阵列除法器	65
2.6  浮点算法的实现	67
2.6.1  定点数到浮点数的格式转换	67
2.6.2  浮点数到定点数的格式转换	68
2.6.3  浮点数乘法	68
2.6.4  浮点数加法	70
2.6.5  浮点数除法	71
2.6.6  浮点数倒数	72
2.6.7  浮点数合成结果	74
2.7  MAC与SOP	74
2.7.1  分布式算法基础	75
2.7.2  有符号的DA数制	77
2.7.3  改进的DA解决方案	78
2.8  利用CORDIC计算特殊函数	79
2.9  练习	87
第3章  有限脉冲响应(FIR)数字滤波器	92
3.1  数字滤波器	92
3.2  FIR理论	92
3.2.1  具有转置结构的FIR滤波器	93
3.2.2  FIR滤波器的对称性	96
3.2.3  线性相位FIR滤波器	97
3.3  设计FIR滤波器	98
3.3.1  直接窗函数设计方法	99
3.3.2  等同纹波设计方法	101
3.4  常系数FIR设计	102
3.4.1  直接FIR设计	103
3.4.2  具有转置结构的FIR滤波器	106
3.4.3  采用分布式算法的FIR滤波器	108
3.5  练习	123
第4章  无限脉冲响应(IIR)数字滤波器	125
4.1  IIR理论	127
4.2  IIR系数的计算	129
4.3  IIR滤波器的实现	132
4.3.1  有限字长效应	135
4.3.2  滤波器增益系数的最优化	136
4.4  快速IIR滤波器	137
4.4.1  时域交叉	137
4.4.2  群集和分散预先考虑的流水线技术	140
4.4.3  IIR抽取设计	141
4.4.4  并行处理	142
4.4.5  采用RNS的IIR设计	145
4.5  练习	145

第5章  多级信号处理	148
5.1  抽取和插值	148
5.1.1  Noble恒等式	150
5.1.2  用有理数因子进行采样速率转换	151
5.2  多相分解	151
5.2.1  递归IIR抽取器	155
5.2.2  快行FIR滤波器	156
5.3  Hogenauer CIC滤波器	158
5.3.1  单级CIC案例研究	159
5.3.2  多级CIC滤波器理论	161
5.3.3  幅值与混叠畸变	165
5.3.4  Hogenaur"剪除"理论	167
5.3.5  CIC RNS设计	172
5.4  多级抽取器	174
5.5  作为通频带抽取器的频率采样滤波器	176
5.6  滤波器组	179
5.6.1  均匀DFT滤波器组	180
5.6.2  双信道滤波器组	183
5.7  小波分析	195
5.8  练习	201
第6章  傅立叶变换	204
6.1  离散傅立叶变换算法	205
6.1.1  用DFT近似傅立叶变换	205
6.1.2  DFT的属性	206
6.1.3  Goertzel算法	209
6.1.4  Bluestein Chirp-z变换	209
6.1.5  Rader算法	212
6.1.6  Winograd DFT算法	217
6.2  快速傅立叶变换算法	219
6.2.1  Cooley-Tukey FFT算法	220
6.2.2  Good-Thomas FFT算法	230
6.2.3  Winograd FFT算法	232
6.2.4  DFT和FFT算法的比较	235
6.3  傅立叶相关的变换	237
6.3.1  利用DFT计算DCT	238
6.3.2  快速直接DCT实现	239
6.4  练习	240
第7章  前沿课题	246
7.1  矩形变换和数论变换	246
7.1.1  算术模2b±1	248
7.1.2  采用NTT的高效卷积	249
7.1.3  采用NTT的快速卷积	249
7.1.4  NTT的多维索引映射和Agarwal-Burrus NTT	253
7.1.5  用NTT计算DFT矩阵	255
7.1.6  NTT的索引映射	256
7.1.7  用矩形变换计算DFT	258
7.2  差错控制和加密技术	259
7.2.1  源自编码理论的基本概念	260
7.2.2  分组码	264
7.2.3  卷积码	268
7.2.4  FPGA的加密技术算法	275
7.3  调制和解调	289
7.3.1  基本的调制概念	289
7.3.2  非相干解调	293
7.3.3  相干解调	298
7.4  练习	305
第8章  自适应滤波器	309
8.1  自适应滤波器的应用	309
8.1.1  干扰的消除	310
8.1.2  预测	310
8.1.3  反演模拟	310
8.1.4  辨识	311
8.2  最优估计技术	312
8.3  Widrow-Hoff最小二乘法算法	316
8.3.1  学习曲线	321
8.3.2  标准化的LMS(Normalized LMS)	324
8.4  变换域LMS算法	325
8.4.1  快速卷积技术	325
8.4.2  应用正交变换	327
8.5  LMS算法的实现	329
8.5.1  量化效应	329
8.5.2  LMS算法的FPGA设计	330
8.5.3  流水线级LMS滤波器	333
8.5.4  转置形式的LMS滤波器	335
8.5.5  DLMS算法的设计	336
8.5.6  应用SIGNUM函数(正负号函数)的LMS设计	339
8.6  递归最小二乘法算法	341
8.6.1  有限记忆的RLS算法	344
8.6.2  快速RLS算法的Kalman实现	347
8.6.3  快速后验Kalman RLS算法	351
8.7  LMS与RLS参数的比较	351
8.8  练习	352
附录A  Verilog源代码	357
附录B  VHDL和Verilog编码	408
B.1  示例列表	410
B.2  参数化的模块库(LPM)	411
B.2.1  参数化的触发器兆函数(lpm_ff)	412
B.2.2  参数化的加法器/减法器兆函数(lpm_add_sub)	415
B.2.3  参数化的乘法器兆函数(lpm_mult)	418
B.2.4  参数化的ROM兆函数(lpm_rom)	422
B.2.5  参数化的除法器兆函数(lpm_divide)	424
附录C  术语汇编	427
附录D  CD-ROM文件“1readme.ps"	433
D.1  使用MaxPLusII以外的其他编译器	434
D.1.1  FPGA_CompilerII	434
D.1.2  模型技术	436
D.2  实用程序和文件	438
参考文献	440