电子科技大学：《DSP算法实现技术与架构 VLSI Digital Signal Processing Systems Design and Implementation》课程教学资源（教学大纲，凌翔）

附件12： 《DSP算法实现技术与架构》教学大纲 课程编号：26016005 课程名称：DSP算法实现技术与架构 学时数：40学分：2 开课时间：春季 开课学院：抗干扰通信重点实验室 授课对象：硕士 先修课程： 数字信号处理 一、教学目的 通过本课程教学，使学生DSP超大规模集成电路设计方法学，掌握DSP架构理论与算法， 掌握DSP电路设计中的性能优化技术，具备在可编程逻辑上运用优化技术的能力。 二、教学内容与要求 第一章数字信号处理系统导论(4学时) 1本章教学内容：(1)VLSI发展历史与现状(1学时)，(2)VLSI设计流程(1学时)， (3)DSP典型算法(1学时)，(4)DSP算法表示方法(1学时)。 2本章教学要求：掌握数字信号处理算法的4种表示法。 3本章教学重点：(1)信号综合，(2)数据流图 4本章教学难点：(1)依赖图 第二章迭代边界(2学时) 1本章教学内容：(1)迭代边界(1学时)，(2)迭代边界计算方法(1学时) 2本章教学要求：掌握DSP算法的迭代边界的概念和计算方法 3本章教学重点：(1)最长路径矩阵算法，(2)最小环均值算法 4本章教学难点：(1)多速率数据流图的迭代边界 第三章流水线与并行处理(2学时) 1本章教学内容：(1)流水线(1学时)，(2)并行处理(1学时) 2本章教学要求：掌握流水线结构与并行处理结构，及低功耗分析方法 3本章教学重点：(1)流水线结构，(2)并行处理结构 4本章教学难点：(1)流水线和并行处理的低功耗分析 5课程设计：运用流水线优化Cordic电路 第四章重定时技术(3学时) 1本章教学内容：(1)重定时性质(1学时)，(2)时钟周期最小化重定时(1学时)， (3)寄存器最小化重定时(1学时) 2本章教学要求：掌握割集重定时、面向周期最小化和资源最小化的重定时方法 3本章教学重点：(1)重定时方程(2)割集重定时(3)不等式组求解 4本章教学难点：(1)时钟周期最小化重定时，(2)寄存器最小化重定时 5课程设计：运用重定时分析CRC电路 第五章展开技术(3学时) 1本章教学内容：(1)展开技术的性质(1学时)，(2)采样周期缩短(1学时)，(3) 并行处理(1学时) 2本章教学要求：掌握展开的性质、面向周期缩短和并行结构的展开方法 3本章教学重点：(1)展开算法，(2)并行实现结构 4本章教学难点：(1)Digit级并行

附件 12： 《DSP 算法实现技术与架构》教学大纲 课程编号：26016005 课程名称：DSP 算法实现技术与架构 学时数：40 学分：2 开课时间： 春季 开课学院：抗干扰通信重点实验室 授课对象： 硕士 先修课程： 数字信号处理 一、教学目的 通过本课程教学，使学生 DSP 超大规模集成电路设计方法学，掌握 DSP 架构理论与算法， 掌握 DSP 电路设计中的性能优化技术，具备在可编程逻辑上运用优化技术的能力。 二、教学内容与要求 第一章 数字信号处理系统导论（4 学时） 1 本章教学内容：（1）VLSI 发展历史与现状（1 学时），（2）VLSI 设计流程（1 学时）， （3）DSP 典型算法（1 学时），（4）DSP 算法表示方法（1 学时）。 2 本章教学要求：掌握数字信号处理算法的 4 种表示法。 3 本章教学重点：（1）信号综合，（2）数据流图 4 本章教学难点：（1）依赖图 第二章 迭代边界（2 学时） 1 本章教学内容：（1）迭代边界（1 学时），（2）迭代边界计算方法（1 学时） 2 本章教学要求：掌握 DSP 算法的迭代边界的概念和计算方法 3 本章教学重点：（1）最长路径矩阵算法，（2）最小环均值算法 4 本章教学难点：（1）多速率数据流图的迭代边界 第三章 流水线与并行处理（2 学时） 1 本章教学内容：（1）流水线（1 学时），（2）并行处理（1 学时） 2 本章教学要求：掌握流水线结构与并行处理结构，及低功耗分析方法 3 本章教学重点：（1）流水线结构，（2）并行处理结构 4 本章教学难点：（1）流水线和并行处理的低功耗分析 5 课程设计：运用流水线优化 Cordic 电路 第四章 重定时技术（3 学时） 1 本章教学内容：（1）重定时性质（1 学时），（2）时钟周期最小化重定时（1 学时）， （3）寄存器最小化重定时（1 学时） 2 本章教学要求：掌握割集重定时、面向周期最小化和资源最小化的重定时方法 3 本章教学重点：（1）重定时方程（2）割集重定时（3）不等式组求解 4 本章教学难点：（1）时钟周期最小化重定时，（2）寄存器最小化重定时 5 课程设计：运用重定时分析 CRC 电路 第五章 展开技术（3 学时） 1 本章教学内容：（1）展开技术的性质（1 学时），（2）采样周期缩短（1 学时），（3） 并行处理（1 学时） 2 本章教学要求：掌握展开的性质、面向周期缩短和并行结构的展开方法 3 本章教学重点：（1）展开算法，（2）并行实现结构 4 本章教学难点：（1）Digit 级并行

5课程设计：运用展开技术优化格型滤波器 第六章折叠技术(4学时) 1本章教学内容：(1)折叠技术的性质(1学时)，(2)折叠架构的实现(1学时)，(3) 折叠的寿命图分析法(1学时)(4)折叠架构的寄存器最小化(1学时) 2本章教学要求：掌握折叠的寿命图分析方法，面向资源最小化的折叠方法 3本章教学重点：(1)折叠方程，(2)寿命图分析法和寄存器分配方法 4本章教学难点：(1)面向资源最小化的折叠方法 5课程设计：运用折叠技术优化匹配滤波器 第七章脉动阵列技术(4学时) 1本章教学内容：(1)脉动阵列设计方法(1学时)(2)R脉动阵列实例(1学时)， (3)调度矢量选择方法(1学时)，(4)延迟空间脉动设计(1学时) 2本章教学要求：掌握脉动阵列的原理，几种面向FR的脉动阵列结构设计 3本章教学重点：(1)一维脉动阵列设计，(2)二维脉动阵列设计 4本章教学难点：(1)仿射空间 5课程设计：运用脉动阵列技术优化三角矩阵求逆 第八章快速卷积(4学时) 1本章教学内容：(1)Cook-Toom算法(1学时)，(2)Winograd算法(1学时)，(3) Winograd改进算法(1学时)，(4)迭代卷积(1学时) 2本章教学要求：了解快速卷积的Cook-Toom算法和Winograd算法 3本章教学重点：(1)Cook-Toom算法，(2)Winograd算法 4本章教学难点：(1)Lagrange插值定理(2)中国剩余定理(3)Euclidean GCD算法 第九章算法强度缩减(3学时) 1本章教学内容：(1)并行R滤波器多相分解(1学时)，(2)快速FR算法(1学 时)，(3)快速DCT算法(1学时) 2本章教学要求：了解并行FR滤波器的多相式分解和快速算法，了解快速DCT 3本章教学重点：(1)快速FIR算法，(2)快速DCT算法 4本章教学难点：(1)FFA嵌套结构 第十章并行自适应递归滤波器(4学时) 1本章教学内容：(1)R滤波器的流水线交织(1学时)，(2)一阶R滤波器流水线 (1学时)，(3)高阶R滤波器流水线(1学时)(4)自适应滤波器流水线(1学时) 2本章教学要求：了解承滤波器的流水线结构、流水线的并行处理结构： 3本章教学重点：(1)聚类超前滤波器，(2)离散超前滤波器 4本章教学难点：(1)通用分解超前流水线 第十一章缩放噪声和舍入噪声(4学时) 1本章教学内容：(1)缩放噪声与舍入噪声模型(1学时)，(2)状态变量描述方法(1 学时)，(3)缩放噪声计算(1学时)(4)舍入噪声计算(1学时) 2本章教学要求：了解缩放噪声和舍入噪声的计算，面向流水线R滤波器噪声抑制的 结构设计： 3本章教学重点：(1)状态变量描述方法，(2)缩放噪声计算，(3)舍入噪声计算 4本章教学难点：(1)状态变量描述(2)yapunov方程 第十二章位级运算架构(3学时) 1本章教学内容：(1)并行乘法器(1学时)，(2)串行乘法器(1学时)，(3)正则符 号数运算(1学时) 2本章教学要求：了解并行乘法器、位串行乘法器、位串行滤波器的设计与实现：

5 课程设计：运用展开技术优化格型滤波器 第六章 折叠技术（4 学时） 1 本章教学内容：（1）折叠技术的性质（1 学时），（2）折叠架构的实现（1 学时），（3） 折叠的寿命图分析法（1 学时）（4）折叠架构的寄存器最小化（1 学时） 2 本章教学要求：掌握折叠的寿命图分析方法，面向资源最小化的折叠方法 3 本章教学重点：（1）折叠方程，（2）寿命图分析法和寄存器分配方法 4 本章教学难点：（1）面向资源最小化的折叠方法 5 课程设计：运用折叠技术优化匹配滤波器 第七章 脉动阵列技术（4 学时） 1 本章教学内容：（1）脉动阵列设计方法（1 学时）（2）FIR 脉动阵列实例（1 学时）， （3）调度矢量选择方法（1 学时），（4）延迟空间脉动设计（1 学时） 2 本章教学要求：掌握脉动阵列的原理，几种面向 FIR 的脉动阵列结构设计 3 本章教学重点：（1）一维脉动阵列设计，（2）二维脉动阵列设计 4 本章教学难点：（1）仿射空间 5 课程设计：运用脉动阵列技术优化三角矩阵求逆 第八章 快速卷积（4 学时） 1 本章教学内容：（1）Cook-Toom 算法（1 学时），（2）Winograd 算法（1 学时），（3） Winograd 改进算法（1 学时），（4）迭代卷积（1 学时） 2 本章教学要求：了解快速卷积的 Cook-Toom 算法和 Winograd 算法 3 本章教学重点：（1）Cook-Toom 算法，（2）Winograd 算法 4 本章教学难点：（1）Lagrange 插值定理（2）中国剩余定理（3）Euclidean GCD 算法 第九章 算法强度缩减（3 学时） 1 本章教学内容：（1）并行 FIR 滤波器多相分解（1 学时），（2）快速 FIR 算法（1 学 时），（3）快速 DCT 算法（1 学时） 2 本章教学要求：了解并行 FIR 滤波器的多相式分解和快速算法，了解快速 DCT 3 本章教学重点：（1）快速 FIR 算法，（2）快速 DCT 算法 4 本章教学难点：（1）FFA 嵌套结构 第十章 并行自适应递归滤波器（4 学时） 1 本章教学内容：（1）IIR 滤波器的流水线交织（1 学时），（2）一阶 IIR 滤波器流水线 （1 学时），（3）高阶 IIR 滤波器流水线（1 学时）（4）自适应滤波器流水线（1 学时） 2 本章教学要求：了解 IIR 滤波器的流水线结构、流水线的并行处理结构； 3 本章教学重点：（1）聚类超前滤波器，（2）离散超前滤波器 4 本章教学难点：（1）通用分解超前流水线 第十一章 缩放噪声和舍入噪声（4 学时） 1 本章教学内容：（1）缩放噪声与舍入噪声模型（1 学时），（2）状态变量描述方法（1 学时），（3）缩放噪声计算（1 学时）（4）舍入噪声计算（1 学时） 2 本章教学要求：了解缩放噪声和舍入噪声的计算，面向流水线 IIR 滤波器噪声抑制的 结构设计； 3 本章教学重点：（1）状态变量描述方法，（2）缩放噪声计算，（3）舍入噪声计算 4 本章教学难点：（1）状态变量描述（2）Lyapunov 方程 第十二章 位级运算架构（3 学时） 1 本章教学内容：（1）并行乘法器（1 学时），（2）串行乘法器（1 学时），（3）正则符 号数运算（1 学时） 2 本章教学要求：了解并行乘法器、位串行乘法器、位串行滤波器的设计与实现；

3本章教学重点：(1)Wooley乘法器，(2)Booth乘法器，(3)Lyon乘法器 4本章教学难点：(1)脉动映射的位串行乘法器 三、教学方式 课堂讲授 四、考核方式与成绩评定 考核方式：课程设计 成绩评定：平时作业(50%)+课程设计(50%) 五、教材及主要参考书目 [l)Keshab K.Parhi著，陈弘毅等译.VLSI数字信号处理系统：设计与实现.机械工业出 版社，2004.6 (大纲撰写人：凌翔) (大纲审稿人：胡剑浩)

3 本章教学重点：（1）Wooley 乘法器，（2）Booth 乘法器，（3）Lyon 乘法器 4 本章教学难点：（1）脉动映射的位串行乘法器 三、教学方式 课堂讲授 四、考核方式与成绩评定 考核方式：课程设计 成绩评定：平时作业（50%）+课程设计（50%） 五、教材及主要参考书目 [1] Keshab K. Parhi 著，陈弘毅等译. VLSI 数字信号处理系统:设计与实现. 机械工业出 版社，2004.6 （大纲撰写人：凌 翔） （大纲审稿人：胡剑浩）