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1．1实时的定义1

第1章 实时的概念1

1．2进程的结构4

1．2．1数据流处理4

1．2．2块处理6

1．2．3矢量处理12

1．3近似处理14

1．3．1增量处理和基于门限的处理14

1．3．2应用实例：短时傅里叶变换（STET）14

参考文献18

2．1．1数字的二进制表示19

第2章 处理器19

2．1处理器的定义19

2．1．2组合逻辑21

2．1．3时序逻辑23

2．2通用处理器26

2．2．1概述27

2．2．2设计实例：Intel 8086微处理器29

2．2．3 Intel x86系列微处理器32

2．3数字信号处理器37

2．3．1数字信号处理算法对处理器的结构要求37

2．3．2用于数字信号处理的增强型微处理器38

2．3．4各级数据通道40

2．3．3通用数字信号处理器的结构40

2．3．5典型的数字信号处理器42

2．4专用处理器45

2．4．1动机45

2．4．2集成电路的设计和制造工艺概述47

2．4．3集成电路技术50

2．4．4集成电路的经济考虑50

2．4．5专用处理器的发展趋势和相应的算法52

参考文献54

3．1．2标准折衷的研究55

3．1．1折衷的类型55

3．1折衷研究55

第3章 折衷设计55

3．2算法的复杂度57

3．2．1吞吐量58

3．2．2数据取值范围和精度58

3．2．3多周期指令59

3．2．4依赖于数据的运算59

3．2．5数据的有效时间和优先级60

3．2．6全局通信和局部通信61

3．2．7数据寻址的随机性62

3．2．8运算的多样性63

3．3软件-硬件折衰64

3．3．1控制类型64

3．3．2软件/硬件折衰举例：乘法器66

3．3．3红外处理器的软件实现和硬件实现69

3．3．4小结70

参考文献71

第4章 空间-时间折衰72

4．1软件的空间-时间折衰72

4．1．1空间-时间折衰73

4．1．2算法的开发和编程语言74

4．1．3软件体系78

4．1．4软件结构79

4．1．5程序的信息量80

4．1．6最新技术83

4．2硬件的空间-时间折衰85

4．2．1多处理器系统的特点88

4．2．2处理器间的通信94

4．2．3多处理器系统的控制96

4．2．4多处理器系统举例98

参考文献101

第5章 算法-体系结构的映射原理103

5．1概述103

5．1．1算法的描述和分解103

5．1．2体系结构的描述和分解104

5．1．3映射105

5．2．2一个映射进程106

5．2．1完全映射过程106

5．2进程和程序106

5．3工具与技术109

5．3．1算法的简化109

5．3．2分解109

5．3．3数据流图的改进111

5．3．4预编译优化120

5．3．5选择并优化处理器规模122

5．3．6通信设计122

5．3．7常用的整数编程方法124

参考文献125

6．1结构和算法的基本描述127

第6章 算法与体系结构的映射举例127

6．2单处理器的二维卷积运算128

6．3多处理器的二维卷积运算130

6．3．1分段卷积运算131

6．3．2包含的结构细节132

6．4话音的线性预测编码134

6．4．1算法描述134

6．4．2程序交织降低数据率136

6．4．3实现迭代独立139

6．5把二维滤波器映射到多处理器上142

6．5．1状态空间表示143

6．5．2有序图方法146

6．6合成孔径雷达的成像149

6．6．1应用系统的描述150

6．6．2静态描述153

6．6．3处理结构155

6．6．4动态描述158

6．6．5资源需求162

6．6．6映射到专门的结构166

参考文献169

第7章 基本硬件和软件计算单元170

7．1概论170

7．2基本单元170

7．2．1超越函数170

7．2．2优选总线与互联173

7．2．3专用缓冲器及其结构179

7．2．4处理依赖于数据的结构181

参考文献182

第8章 信号分析单元183

8．1背景183

8．1．1内积183

8．1．2将信号分解成基本函数184

8．1．3时频分解——短时傅里叶变换185

8．1．4时频分解——小波变换186

8．2傅里叶变换187

8．2．1离散傅里叶变换（DFT）187

8．2．2快速傅里叶变换（FFT）187

8．3．1连续小波变换与离散小波变换190

8．3小波变换190

8．3．2计算DWT的结构192

8．3．3计算CWT的结构198

8．4线性预测编码（LPC.Linear Predictive Coding）201

8．4．1方程式201

8．4．2格形法202

参考文献204

第9章 信号压缩单元205

9．1语音编码205

9．1．1波形编码器205

9．1．2声码器208

9．2矢量量化212

参考文献213

9．2．1矢量编码/解码213

9．2．2码本的生成215

9．3图像压缩216

9．3．1单帧编码法217

9．3．2运动图像编码222

参考文献227

第10章 信号比较单元228

10．1实时模板比较228

10．2语音识别228

10．2．1 Viterbi算法230

10．2．2用于语音识别的动态时间弯折235

10．2．3隐型马尔可夫模型244

10．2．4其他方面的考虑254

10．3图像识别255

10．3．1感兴趣区域的提取257

10．3．2模板匹配259

10．3．3图像形态学260

10．3．4从模板识别过渡到模型识别263

10．3．5基于模型的视觉267

参考文献269

第11章 系统设计方法和工具271

11．1设计流程271

11．1．1瀑布流程271

11．1．2螺旋流程271

11．1．3硬件/软件协同设计273

11．1．4正规检查要点274

11．1．5品质准则275

11．2系统工程276

11．2．1定义276

11．2．2用户空间和设计空间的转换277

11．2．3生命周期系统工程277

11．2．4性能/进度/成本的平衡279

11．2．5生命期成本分析281

11．3需求设计285

11．3．1需求层次286

11．3．2系统划分和需求分配287

11．4．1流程290

11．4硬件设计290

11．4．3工艺设计292

11．4．2模拟/数字混合设计292

11．4．4其他方面的硬件考虑294

11．5软件设计295

11．5．1流程295

11．5．2成本模型296

11．5．3信号处理和传统设计语言297

11．5．4软件检测298

11．6系统集成和测试300

11．6．1流程300

11．6．2错误覆盖和测试向量301

11．6．3边界扫描测试302

11．6．5应用级测试303

11．6．4实时回归303

11．7系统设计示例305

11．7．1系统工程305

11．7．2硬件设计307

11．7．3软件设计308

11．7．4封装设计310

11．7．5系统集成311

11．7．6应用312

术语表315