现代DSP技术前言
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现代DSP技术
潘松黄继业王国栋
西安电子科技大学出版社
《现代DSP技术》内容简介
本书详尽介绍了目前在电子信息和通信领域被广泛应用的数字信号处理硬件实现的全新解决方案，即基于EDA与SOPC的现代DSP开发技术，以及与之相关的开发工具使用方法、设计理论和一些典型的设计实例。
内容包括MA TLAB/simuLink的对DSP和通信系统模块的设计技术；QuartusII的基本使用方法、详细的设计流程向导、多种优化设计方法、逻辑锁定技术、嵌入式逻辑分析仪SignalTapII使用方法及与QuartusII/DSP Builder与第3方EDA工具，Synplify、Leonardo Spectrum和Modelsim的优化设计接口技术。
全书深入而完整地介绍了基于MA TLAB环境下DSP Builder/SignalCompiler对现代DSP系统开发的基本方法，以及基于这些工具的DSP IP核的使用方法和使用规则。
本书内容新颖实用，为DSP的领域的读者展示一项有别于传统TI DSP处理器的，全新的DSP系统实现技术，为软件无线电领域的读者提供了一项不可或缺的系统设计解决方案，也为电子信息领域的读者向EDA技术的更高层次迈进提供了有用的工具。
本书可作为电子类各专业高年级本科生、研究生的教材，或相关领域工程技术人员的参考书；也可作为现代电子系统设计、电子设计竞赛、DSP应用系统以及通讯电子系统高层次开发的参考书，或SOC/SOPC技术实验教材。
前言
一般而言，数字信号处理（DSP）是指应用数字的方法（非模拟电子技术）处理各种类型信息的基本理论和基本算法；而DSP技术，或者说DSP（系统实现）开发技术主要是指将DSP 基本理论和算法符诸实现的途径和方法。
这是两个根本不同的概念，然而却常常被混淆，以至于一谈起DSP，难免让人不由自主地联想到类似于TI的DSP器件，误认为DSP技术等同于DSP处理器应用，认为DSP的实现方式只能是DSP处理器。
这不能不让人想到是否是由于某种隐含的，但却是长时间的商业暗示所至。
由于DSP应用系统实现的复杂性和某些硬件性能的局限性，一般，DSP技术的发展总是滞后于基本理论的研究。
因此，前者应该是DSP领域的主要矛盾。
特别是面对现代电子产品品种和性能的更高要求，这种矛盾已显得更加突出。
这主要表现在随着DSP应用领域的拓宽和各类性能指标的不断提升，采用DSP处理器（如TI的TMS320C系列）的解决方案日益面临着不断增加的巨大挑战，而自身的技术瓶颈（如运行速度、吞吐量、总线结构的可变性、系统结构的可重配置性、硬件可升级性等等）致使这种解决方案在DSP的许多新的应用领域中的道路越走越窄。
例如，软件无线电的概念在10年前就已提出，并附诸研究和实现了，仅其数字中频域的信号处理的等效速度也需达50GIPS，然而直到目前为止，最快的DSP处理器，TI的C6X系列也没能超过5GIPS，至于现在最常用的TMS320C54X系列处理器，也只有0.1GIPS（ALTERA基于FPGA的DSP等效速度大于70GIPS，）。
如果采取多片并用，那么其体积、功耗、可靠性、灵活性、结构可重构性乃至产权的自主性等等不利因素且不说，就是系统功能的可行性都未必不是一个问题。
不言而喻，在许多应用领域，以处理器（DSP Processor）为核心的DSP系统具有很大的局限性。
然而，值得注意的是，长期以来国内绝大部分有关DSP的著述，无一不是在介绍DSP基本理论和算法后，都会毫无例外地仅仅给出了DSP处理器的相关内容，同时却忽视讨论一下在给定的实用领域中，书中介绍的处理器能否胜任某种DSP算法。
这种倾向的结果难免会给人这样的印象：DSP处理器是DSP系统的唯一选择；DSP技术等于DSP处理器应用；DSP的开发应用、教学和实验也只需围绕DSP处理器来进行就可以了。
事实上，在DSP领域，除了普通的DSP处理器以外，利用FPGA来实现DSP系统已十分普遍。
而且在许多诸如实时图象处理、联合战术无线电通信系统、3G移动通信基站、实时工控系统、卫星导航设备等领域中，FPGA的DSP解决方案已成为非此莫属的选择了！
现代DSP技术是相对于传统DSP技术而言的，后者主要是指目前已广泛使用的DSP处理器的解决方案，包括一系列软硬件技术与开发技术；前者则是基于SOPC（a Systrm On a Programmable Chip）技术、EDA技术与FPGA实现方式的DSP技术，是现代电子技术发展的产物，它有效地克服了传统DSP技术中的诸多技术瓶颈，在许多方面显示了突出的优势，如高速与实时性，高可靠性，自主知识产权化，系统的重配置与硬件可重构性，单片系统的可实现性，以及开发技术的标准化和高效率。
全书对现代DSP技术作了完整的描述。
第一章介绍了目前常用的DSP设计流程，其中重
点介绍了现代DSP系统的设计流程，并从多侧面对现代DSP技术与传统DSP技术作了比较。
由于QuartusII是DSP系统实现、SOPC设计和一般FPGA与CPLD开发的综合性大型EDA 开发工具，因此在第二章、第四章和第五章中结合DSP实现，作了详尽的介绍。
其中包括循序渐进式的实例向导、多种途径的优化技术应用，以及针对基于FPGA的DSP系统开发的第三方EDA工具软件：Synplify、Modelsim、LeonardoSpectrum与Altera的Quartus II和DSP Builder 间的接口方法和综合优化设计技术的应用；另外在第五章中还介绍了QuartusII的逻辑锁定技术LogicLock，这对于单片大规模DSP系统设计是十分有益和必需的。
第三章中则重点介绍了目前被广泛用于许多学科中进行科学计算和工程计算，功能强大的数学分析工具：MathWorks 业界杰出的MA TLAB/Simulink，以及在其环境下，通过作为现代DSP开发的核心工具，DSP Builder的使用方法，包括DSP系统设计模型的建立、仿真测试、VHDL转换、逻辑综合、结构优化、编译适配，直至硬件实现等详细设计步骤。
在该章中还就现代DSP技术中最具特色的IP核的应用，以及嵌入式逻辑分析仪SignalTapII的使用流程作了介绍。
而在第四章中则对DSP的优化设计作了进一步的叙述。
第六章至第十章中主要介绍了利用以上工具完成一些典型DSP模块设计的实例。
第十一章介绍了应用DSP Builder完成DSP模型设计的设计规则。
第十二章至第十四章主要对重要的DSP设计库及其功能模块作了介绍。
值得留意的是，基于FPGA的DSP开发工具中，无论是Altera的DSP Builder还是Xilinx 的System Generator，将MA TLAB/Simulink的DSP模型转换成的硬件描述语言都只限于VHDL 语言。
因此，建议本教程的前期课程中，应适当安排VHDL的教学内容，包括VHDL的RTL 级描述与仿真。
由于现代DSP技术是SOC/SOPC技术的一个部分，是EDA技术的延续，其设计工具、设计语言和设计流程具有一般性和通用性。
读者通过对本书内容的了解，不仅能认识一项全新的DSP开发技术和EDA实用技术，而且还能在开发实践中，或教学和实验中，进一步体会现代电子技术中令人振奋的诸多优势，如：将远离硬件的系统级描述与高效的硬件实现有机相连的典型的自顶向下设计流程；允许用户能随意把“测试仪表”连同DSP系统一起送入目标芯片内部去采集内部信号或卸去的嵌入式逻辑分析仪应用技术；能随时改变硬件结构的重定制功能等等。
显然，除了可用作现代DSP技术的学习资料外，本书完全能作为高校电子信息、通信技术、工业自动化和计算机类普通EDA教学实验课的后续课程教材，或SOC/SOPC技术实验教材，从而能使EDA技术课程更好地面向工程实际，面向当今不断向前发展的先进的电子系统设计技术。
本书的出版得到了美国ALTERA公司中国地区经理赵典锋先生和钟屹先生的大力支持和帮助，作者在此表示衷心的感谢！
由于是初涉DSP领域，书中难免诸多失误，恳请DSP界的专家学者不吝赐教，多多给予批评指正，作者自不胜感激！
与作者联系的电子邮箱是：span88@
作者
2003年6月。
