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第1章 语音处理与DSP语音处理系统1

1.1引言1

1.2语音处理的应用2

1.3 DSP语音处理系统6

1.3.1 DSP语音处理系统的构成7

1.3.2 DSP语音处理系统的特点7

1.3.3 DSP语音处理系统的设计8

1.3.4 DSP语音处理系统的开发9

1.4 DSP芯片10

1.4.1 DSP芯片简介10

1.4.2 ADI公司的DSP芯片11

习题与思考题16

第2章 语音处理的基础知识17

2.1引言17

2.2语音的波形及特性17

2.3语音的产生19

2.3.1发声器官19

2.3.2语音的分类20

2.3.3基音频率与共振峰21

2.3.4语谱图22

2.4汉语语音的基本特性23

2.4.1声母和韵母23

2.4.2元音和辅音24

24.3汉语的声调24

2.5语音信号的产生模型[2，3]25

2.6听觉系统和听觉特性27

2.6.1听觉系统27

2.6.2听觉特性28

习题与思考题30

第3章Blackfin DSP的数值运算基础31

3.1引言31

3.2定点的基本概念31

3.2.1数的定标31

3.2.2数的转换33

3.2.3溢出保护模式4

3.2.4符号扩展模式5

3.2.5舍入及截尾35

3.3 DSP定点运算的模拟实现36

3.3.1加法／减法运算的C语言定点模拟36

3.3.2乘法运算的C语言定点模拟38

3.3.3除法运算的C语言定点模拟39

3.3.4程序变量的？值确定40

3.3.5浮点至定点变换的C程序举例41

3.4 DSP定点运算实现的基本原理43

3.4.1定点乘法43

3.42定点加法44

3.4.3定点除法45

3.5非线性运算的定点实现方法48

3.5.1级数展开法48

3.5.2查表法48

3.5.3混合法50

习题与思考题52

第4章Blacfin DSP的硬件结构53

4.1引言53

4.2 Blackfin DSP的资源配置及引脚定义54

4.2.1资源配置54

4.2.2引脚定义58

4.3 Blackfin DSP的内核结构61

4.3.1概述61

4.3.2寄存器组61

4.3.3算术逻辑单元（ALU）62

4.3.4乘法器／累加器62

4.3.5桶形移位器62

4.4 Blackfin DSP的存储空间62

4.4.1片内存储器64

4.4.2片外存储器64

4.43 I/O存储器65

4.5 Blackfin DSP的事件处理65

4.5.1概述65

4.5.2系统中断过程67

4.5.3事件控制寄存器69

4.5.4事件处理寄存器70

4.6 Blackfin DSP的DMA传输71

4.6.1概述71

4.6.2基于描述符的DMA传输71

4.6.3基于寄存器的DMA传输72

4.6.4存储器DMA（MDMA）73

4.7 Blackfin DSP的典型片内外设73

4.7.1串行外设接口（SPI）74

4.7.2同步串行接口（SPORT）74

4.7.3异步串行接口（UART）75

4.7.4并行外部接口（PPI）76

4.7.5通用可编程I/O引脚PF77

4.7.6实时时钟（RTC）77

4.7.7定时器78

4.8 Blackfin DSP的时钟78

4.9 Blackfin DSP的电源管理80

4.9.1动态电源管理控制器80

4.9.2运行方式80

4.9.3外设时钟81

4.9.4动态电源电压控制82

4.10 Blackfin DSP的内核模式82

4.10.1概述82

4.10.2用户模式83

4.10.3监控模式83

4.10.4仿真模式83

4.10.5空闲状态84

4.10.6复位状态84

4.11 Blackfin DSP的安全特性84

4.12 Blackfin DSP的引导模式85

习题与思考题86

第5章Blackfin DSP的指令系统87

5.1引言87

5.2数据寻址方式87

5.3 Blackfin DSP的指令约定88

5.4 Blackfin DSP指令集92

5.4.1程序流程控制指令92

5.4.2加载／存储（LOAD/STORE）指令95

5.4.3数据转移指令102

5.4.4栈控制指令104

5.4.5控制编码（CC）位管理指令107

5.4.6逻辑运算指令110

5.4.7位操作指令112

5.4.8移位／循环指令115

5.4.9算术运算指令119

5.4.10外部事件操作（External Event Management）指令129

5.4.11缓存（Cache）控制指令133

5.4.12视频像素操作指令134

5.4.13向量操作指令139

5.4.14并行指令144

习题与思考题147

第6章Blackfin DSP集成开发调试环境VisualDSP＋＋148

6.1引言148

6.2 VisualDSP＋＋软件的安装148

6.3建立仿真环境150

6.4 C/C＋＋编译器153

6.4.1 C/C＋＋编译器简介153

6.4.2数据类型153

6.4.3在VisualDSP＋＋中配置编译器154

6.5汇编器154

6.5.1汇编程序结构和语法154

6.5.2预处理器155

6.6链接器156

6.6.1链接过程概述156

6.6.2链接文件156

6.6.3在VisualDSP＋＋中配置链接器157

6.7加载器158

6.8调试实例与调试工具使用158

6.8.1打开一个工程159

6.8.2编译链接工程文件160

6.8.3加载可执行文件161

6.8.4调试（Debug）工程161

6.8.5设置断点（Breakpoint）162

6.8.6 VisualDSP＋＋调试工具的使用163

习题与思考题169

第7章 语音信号的时域分析及Blackfin DSP实现170

7.1引言170

7.2语音短时分析技术170

7.3语音时域参数提取172

7.3.1短时能量和平均幅度172

7.3.2短时平均过零率175

7.3.3短时自相关分析177

7.4语音时域参数的Blackfin DSP实现183

7.4.1短时平均过零率的Blackfin DSP实现183

7.4.2短时能量的Blackfin DSP实现183

7.4.3短时自相关分析的Blackfin DSP实现184

习题与思考题186

第8章 语音信号的变换域分析及Blackfin DSP实现187

8.1引言187

8.2 FFT算法的基本原理187

8.2.1 DFT的基本原理187

8.2.2 FFT算法的导出188

8.3语音信号的频域分析193

8.3.1短时傅里叶变换193

8.3.2短时傅里叶反变换199

8.3.3语谱图202

8.3.4频域分析应用——频域基音检测203

8.4 FFT算法的VisualDSP＋＋编程实现206

习题与思考题208

第9章 语音信号的线性预测分析及Blackfin DSP实现209

9.1引言209

9.2 LP分析的基本原理209

9.3 LP正则方程的自相关解法和自协方差解法212

9.3.1自相关解法212

9.3.2自协方差解法213

9.4自相关方程的杜宾递推算法214

9.5模型增益G的确定218

9.6 LP分析的Blackfin DSP实现221

习题与思考题230

第10章 语音处理系统的Blackfin DSP实现231

10.1引言231

10.2语音处理系统的硬件设计231

10.2.1 DSP硬件系统设计的一般步骤231

10.2.2语音处理系统的原理图232

10.2.3 DSP基本硬件设计237

10.2.4 DSP PCB布板基础247

10.3语音处理系统的软件设计248

10.3.1系统初始化248

10.3.2中断服务程序编写251

10.3.3主处理程序编写252

10.3.4存储单元分配254

10.4独立系统形成256

习题与思考题257

参考文献258