《数字信号处理的FPGA实现》 - 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(DSP)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	8
1.4  设计实现	10
1.4.1  FPGA的结构	13
1.4.2  Altera EPF10K20RC240-4	15
1.4.3  案例研究：频率合成器	17
1.5  练习	22
第2章  计算机算法	24
2.1  概述	24
2.2  数字表示法	24
2.2.1  定点数	25
2.2.2  非传统定点数	27
2.2.3  浮点数	36
2.3  二进制加法器	37
2.3.1  流水线加法器	39
2.3.2  模加法器	43
2.4  二进制乘法器	44
2.5  乘-累加器(Multiply-Accumulator, MAC)与乘积之和 (Sum of Product, SOP)	49
2.5.1  分布式算法基础	50
2.5.2  有符号的DA数制	52
2.5.3  改进的DA解决方案	54
2.6  利用CORDIC计算特殊函数	55
2.7  练习	63
第3章  有限脉冲响应(FIR)数字滤波器	66
3.1  数字滤波器	66
3.2  FIR理论	66
3.2.1  具有转置结构的FIR滤波器	67
3.2.2  FIR滤波器的对称性	70
3.2.3  线性相位FIR滤波器	71
3.3  设计FIR滤波器	72
3.3.1  直接窗函数设计方法	73
3.3.2  等同纹波设计方法	75
3.4  常系数FIR设计	76
3.4.1  直接FIR设计	77
3.4.2  具有转置结构的FIR滤波器	80
3.4.3  采用分布式算法的FIR滤波器	82
3.5  练习	97
第4章  无限脉冲响应(IIR)数字滤波器	99
4.1  IIR理论	101
4.2  IIR系数的计算	103
4.3  IIR滤波器的实现	106
4.3.1  有限字长效应	109
4.3.2  滤波器增益系数的最优化	110
4.4  快速IIR滤波器	111
4.4.1  时域交叉	111
4.4.2  群集和分散预先考虑的流水线技术	114
4.4.3  IIR抽取设计	115
4.4.4  并行处理	116
4.4.5  采用RNS的IIR设计	119
4.5  练习	119
第5章  多级信号处理	121
5.1  抽取和插值	121
5.1.1  Noble恒等式	123
5.1.2  用有理数因子进行采样速率转换	124
5.2  多相分解	124
5.2.1  递归IIR抽取器	128
5.2.2  快行FIR滤波器	129
5.3  Hogenauer CIC滤波器	131
5.3.1  单级CIC案例研究	132
5.3.2  多级CIC滤波器理论	134
5.3.3  幅值与混叠畸变	139
5.3.4  Hogenaur“剪除”理论	140
5.3.5  CIC RNS设计	145
5.4  多级抽取器	147
5.5  作为通频带抽取器的频率采样滤波器	149
5.6  滤波器组	152
5.6.1  均匀DFT滤波器组	153
5.6.2  双信道滤波器组	156
5.7  小波分析	169
5.8  练习	175
第6章  傅立叶变换	178
6.1  离散傅立叶变换算法	179
6.1.1  用DFT近似傅立叶变换	179
6.1.2  DFT的属性	180
6.1.3  Goertzel算法	183
6.1.4  Bluestein Chirp-z变换	183
6.1.5  Rader算法	186
6.1.6  Winograd DFT算法	191
6.2  快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)算法	193
6.2.1  Cooley-Tukey FFT算法	194
6.2.2  Good-Thomas FFT算法	205
6.2.3  Winograd FFT算法	207
6.2.4  DFT和FFT算法的比较	210
6.3  傅立叶相关的变换	212
6.3.1  利用DFT计算DCT	213
6.3.2  快速直接DCT实现	214
6.4  练习	215
第7章  前沿课题	220
7.1  矩形变换和数论变换	220
7.1.1  算术模2b±1	222
7.1.2  采用NTT的高效卷积	223
7.1.3  采用NTT的快速卷积	223
7.1.4  NTT的多维索引映射和Agarwal-Burrus NTT	227
7.1.5  用NTT计算DFT矩阵	229
7.1.6  NTT的索引映射	230
7.1.7  用矩形变换计算DFT	232
7.2  差错控制和加密技术	233
7.2.1  源自编码理论的基本概念	234
7.2.2  分组码	238
7.2.3  卷积码	242
7.2.4  FPGA的加密技术算法	249
7.3  调制和解调	263
7.3.1  基本的调制概念	263
7.3.2  非相干解调	267
7.3.3  相干解调	272
7.4  练习	279
附录A  Verilog源代码	283
附录B  VHDL和Verilog编码	327
B.1  示例列表	329
B.2  参数化的模块库(LPM)	330
B.2.1  参数化的触发器兆函数(lpm_ff)	331
B.2.2  参数化的加法器/减法器兆函数(lpm_add_sub)	333
B.2.3  参数化的乘法器兆函数(lpm_mult)	337
B.2.4  参数化的ROM兆函数(lpm_rom)	340
附录C  术语汇编	343
参考文献	349