출판사 서평
내용
1982년 Texas Instruments사가 TMS32010을 출시한 이후, 디지털 신호처리기(Digital Signal Processor, DSP)는 그 성능과 활용도 면에 있어서 눈부시게 발전해 왔으며, 통신, 제어, 음성, 오디오 및 이미지 프로세싱과 같은 응용 영역에서 이제 없어서는 안 될 핵심 장치가 되었습니다. 매일 사용하는 휴대폰 안에도, 컴퓨터 안의 하드디스크 속에도 DSP가 장착되어 있습니다. 따라서 우리들은 이제 하루도 DSP가 장착된 기기들을 사용하지 않고는 지내기가 어려울 정도 입니다.
과거 아날...
내용
1982년 Texas Instruments사가 TMS32010을 출시한 이후, 디지털 신호처리기(Digital Signal Processor, DSP)는 그 성능과 활용도 면에 있어서 눈부시게 발전해 왔으며, 통신, 제어, 음성, 오디오 및 이미지 프로세싱과 같은 응용 영역에서 이제 없어서는 안 될 핵심 장치가 되었습니다. 매일 사용하는 휴대폰 안에도, 컴퓨터 안의 하드디스크 속에도 DSP가 장착되어 있습니다. 따라서 우리들은 이제 하루도 DSP가 장착된 기기들을 사용하지 않고는 지내기가 어려울 정도 입니다.
과거 아날로그 방식으로 처리되던 많은 기기들이 이제는 디지털 방식으로 바뀌고 있습니다. 카세트 테이프, LP 레코드와 같은 아날로그 오디오 방식들은 이미 Compact Disc(CD), MP3로 바뀌었고, 아날로그 방식의 컬러 TV는 HDTV로 바뀌고 있습니다. 이러한 변화의 한 가운데 바로 DSP가 있습니다. 20여년 전, 5MIPS에 불과한 DSP의 등장으로 시작된 조그만 변화가 이제는 IT 전반에 영향력을 미치는 매우 중요한 기술로 바뀐 것 입니다.
디지털 신호처리(Digital Signal Processing) 교육은 초창기 이론 위주의 교육에서 이제는 MATLAB과 같은 소프트웨어 툴을 이용해 신호처리 알고리즘을 컴퓨터 상에서 시뮬레이션해 보고 이를 통하여 이론을 이해하고 실질적인 응용력을 높이는 방향으로 가고 있습니다. 그러나 디지털 신호처리 교육의 궁극적인 목표 중의 하나는 디지털 신호처리 기술이 활용되는 방식 즉, DSP를 활용한 실시간 신호처리 능력의 배양입니다. 우리는 전기회로, 전자회로를 공부하면서 많은 회로를 분석하고 합성하는 능력을 배웁니다. 이 과정에서 저항, 캐패시터, OP 앰프와 같은 소자를 이용하여 회로를 직접 꾸미고 실험하는 과정이 없다는 것은 상상하기 어렵습니다. 디지털 신호처리 교육도 마찬가지라고 생각합니다. 이론을 습득하고 컴퓨터 시뮬레이션만으로 이루어진 디지털 신호처리 교육은 아날로그에 비유하자면, 본인이 회로를 직접 꾸미고 실험하는 과정이 없는 것과 같습니다. 디지털 신호처리 기술은 결국 DSP와 같은 장치를 통해 구현되므로, 아무리 많은 이론적인 지식을 가지고 있다 하더라도 이를 구현하는 능력이 없다면 DSP 엔지니어로서 높은 평가를 받기 어렵습니다. 이제 디지털 신호처리 교육에서 DSP를 이용한 실시간 신호처리 교육에 좀 더 관심을 가져야 할 때 입니다.
이 책은 Texas Instruments 사의 대표적인 고정소수점 DSP인 TMS320C5000 DSP를 이용하여, 예제를 중심으로 고정소수점 연산 방식의 실시간 신호처리 기술에 대하여 설명하고 있습니다. TMS320C5000 DSP는 단일 계열의 DSP로는 가장 많이 판매된 즉, 가장 많이 사용되고 있는 DSP 입니다. 그럼에도 불구하고 TMS320C5000 DSP를 다루고 있는 책을 찾아보기가 쉽지 않습니다. 뿐만 아니라 대학에서도 교육용으로는 거의 다루어지지 않고 있습니다. 산업계에서는 가장 활용도가 높은 DSP임에도 불구하고 참고할 교재가 거의 없으며, 교육도 제대로 이루어지지 않고 있는 이유로, 저자 개인적으로는 두 가지 이유가 있다고 생각합니다. 첫째로는 부동소수점 DSP와는 달리 사용하기 어려운 고정소수점 DSP가 교육용으로 적당하지 않다고 여기고 있으며, 두 번째로는 실용적인 가치 및 요구 성능에 대한 고려 없이 지나치게 고성능의 DSP를 선호하기 때문입니다. 개당 수십 달러를 호가하는 가격적인 측면은 고려하지 않고, 수천 MIPS나 수천 MFLOPS의 DSP에 대한 막연한 선호는 최저의 가격으로 제품을 만들어야 하는 산업체의 요구 조건과는 거리가 멀 수 있습니다. 물론 고가의 고성능 DSP는 나름대로의 활용도가 있을 것입니다. 그러나 적당한 성능 및 낮은 전력소모의 저렴한 DSP를 절실하게 필요로 하는 산업체 입장에서는 TMS320C5000과 같은 우수한 성능의 저렴한 DSP야말로 최선의 선택일 것입니다. 또한, 현재 활용되고 있는 DSP의 대부분이 고정소수점 DSP인 점을 감안할 때, 사용하기 쉽고 배우기 쉽다라는 이유만으로 부동소수점 DSP가 선호되고 있는 것도 다시 한번 생각해 보아야 할 점입니다. 고정소수점 연산 방식의 DSP는 제대로 교육 받지 않으면 스스로 익히기가 부동소수점 DSP에 비하여 훨씬 어렵기 때문에 고정소수점 DSP를 제대로 활용할 수 있도록 교육하는 것은 더더욱 중요합니다.
수년간 대학에서 DSP를 이용한 디지털 신호처리 실습을 진행해 오면서 학생들이 쉽게 개념을 이해하고 공부할 수 있는 적절한 교재를 찾기가 그리 쉽지 않았습니다. 디지털 신호처리 이론과 관련된 교재는 매우 풍부한 반면, DSP를 이용한 실시간 처리를 쉽고 충실하게 설명한 책은 흔하지 않았습니다. 이 책은 TMS320C5000 DSP 자체와 고정소수점 연산 방식의 실시간 디지털 신호처리 기술을 습득할 수 있도록 구성되었습니다. 책의 전반부는 프로세서 자체를 활용하는데 주안점을 두었으며, 후반부는 고정소수점 연산 방식으로 디지털 신호처리 알고리즘들을 실시간으로 구현하는 기술에 대하여 설명하고 있습니다. DSP를 배우고자 하는 학생이나 엔지니어를 위한 개발자 노트 (Designer?s Notes)와 같은 형식으로 구성하였지만, 처음 DSP를 배우는 초보자도 각각의 노트를 따라가다 보면 자연스럽게 TMS320C5000 DSP를 익힐 수 있도록 배려하였습니다. 또한 모든 예제는 Texas Instruments사에서 나온 TMS320VC5416 DSK와 TMS320VC5510 DSK에 맞추어 작성되었기 때문에 이 책을 읽는 독자는 모든 예제를 직접 DSK 상에서 동작시킴으로써 DSP에 대한 확실한 이해를 할 수 있을 것입니다. 모든 부분을 피상적으로 다루지 않고 독자가 확실히 이해할 수 있도록 구체적으로 설명하고자 노력하였습니다. 또한 저자가 DSP를 배우고 사용하면서 그 동안의 경험을 통하여 얻은 지식들을 전달하고자 하였습니다.
이 책을 통하여 저자가 가지고 있는 모든 관련 지식을 전달할 수는 없겠지만, 이 책을 읽는 독자에게 저자가 오랜 시간에 걸쳐 얻은 지식과 정보를 모두 전달한다는 생각으로 집필 하였습니다. 그 동안 관심은 많았으나 여러 가지 이유로 DSP를 활용하지 못하였던 분들이 이 책을 통하여 DSP를 여러 분야에서 유용하게 활용할 수 있게 되기를 기원합니다.

목차
0장 시작하기 전에
1장 TMS320C5000 DSP 개요
1.1 TMS320C54x DSP의 특징
1.2 TMS320C54x DSP의 CPU 구조 및 레지스터
1.2.1 TMS320C54x CPU
1.2.2 TMS320C54x 레지스터
1.3 TMS320C54x DSP의 버스 구조 및 메모리
1.4 TMS320C55x DSP의 특징
1.5 TMS320C55x DSP의 CPU 구조 및 레지스터
1.5.1 TMS320C55x CPU
1.5.2 TMS320C55x 레지스터
1.6 TMS320C55x DSP의 버스 구조 및 메모리
1.7 TMS320C5000 DSP의 내장 주변장치 (On-chip Peripherals)
1.7.1 시리얼 포트 (Serial Port)
1.7.2 Direct Memory Access (DMA)
1.7.3 호스트 포트 인터페이스 (Host Port Interface, HPI)
1.7.4 타이머
1.7.5 외부 메모리 인터페이스 (External Memory Interface, EMIF)
1.8 TMS320VC5416 DSK 개요
1.8.1 TMS320VC5416 DSK의 주요 특징
1.8.2 TMS320VC5416 DSK의 메모리 인터페이스
1.8.3 TMS320VC5416 DSK의 코덱 인터페이스
1.9 TMS320VC5510 DSK 개요
1.9.1 TMS320VC5510 DSK의 주요 특징
1.9.2 TMS320VC5510 DSK의 메모리 인터페이스
1.9.3 TMS320VC5510 DSK의 코덱 인터페이스
1.10 TMS320C54x DSP와 TMS320C55x DSP 비교
1.11 예제 실행을 위한 실습 환경
2장 TMS320C5000 DSP 활용하기
2.1 Code Composer Studio(CCS) 시작하기, \"hello, world\"
2.2 개발 툴이 해주는 것은 무엇이며 내가 해야 할 것은 무엇인가?
2.3 I/O 사용하기 - LED On/Off 하기, DIP 스위치 사용하기
2.4 데이터 메모리 구성 변경하기 (TMS320C54x)
2.5 PLL을 이용한 클럭 변경하기 및 WAIT 조정하기
2.6 pragma를 이용한 코드 섹션과 데이터 섹션의 위치 변경하기
2.7 인라인 어셈블리(inline assembly)를 이용한 XF 및 BIO 단자 활용
2.8 인터럽트 및 타이머 사용하기
2.9 외부 인터럽트(External Interrupt) 활용하기
2.10 인터럽트 서비스 루틴 동적으로 설치하기
2.11 시리얼 포트 초기화 및 인터럽트 방식으로 코덱 사용하기
2.12 Polling 방식으로 코덱 사용하기
2.13 코덱 샘플링 주파수 변경하기
2.14 멀티채널(Multi-Channel) 방식으로 시리얼 포트 사용하기
2.15 메모리 버퍼를 이용한 지연된(Delayed) Talk-Through
2.16 정현파와 구형파 생성 및 GEL을 이용한 사용자 인터페이스 구현하기
2.17 음성 녹음 및 재생하기
2.18 μ-law PCM으로 음성 녹음 및 재생하기
2.19 ROM 테이블을 이용한 μ-law PCM 재생하기
2.20 메모리에 녹음된 음성을 파일로 저장하기
2.21 음성 파일 재생하기
2.22 DTMF 신호 생성하기
2.23 마이크 볼륨 조절하기
2.24 음성을 자동 검출하여 녹음하는 녹음기
2.25 Code Composer Studio의 그래픽 디스플레이 활용하기
2.26 샘플 레이트 생성기(Sample Rate Generator) 활용하기
2.27 DMA를 이용한 메모리 이동하기
2.28 DMA를 이용한 음성 녹음 및 재생하기
2.29 DMA를 이용한 ping-pong 버퍼 활용하기
2.30 DMA 자동 초기화(Auto-Initialization) 활용하기
2.31 DMA를 이용한 자동 버퍼링(Auto Buffering) 활용하기
2.32 IDLE 명령어 활용하기
2.33 음성을 자동 검출하여 녹음하는 녹음기 - DMA 방식
2.34 범용 I/O 단자 확장하기
2.35 플래쉬 메모리 사용하기
2.36 플래쉬 메모리에 스테레오로 녹음하기
2.37 플래쉬 메모리에 HEX 파일 쓰기
2.38 ROM 또는 플래쉬 메모리에서 실행되는 프로그램 작성하기 - Microcomputer Mode
2.39 ROM 또는 플래쉬 메모리에서 실행되는 프로그램 작성하기 - Microprocessor Mode
2.40 외부 메모리에 로드하고 내부 메모리에서 실행하기
2.41 Microcomputer Mode 방식의 ROM 코드(Hex code) 작성 고급 기법
2.42 Microprocessor Mode 방식의 ROM 코드(Hex code) 작성 고급 기법
2.43 .const 섹션 및 변수 초기화
2.44 Union 활용하기 - 데이터
2.45 Union 활용하기 - 코드
3장 TMS320C5000 DSP를 이용한 디지털 신호처리
3.1 Window 함수
3.2 Autocorrelation 함수
3.3 Finite Impulse Response (FIR) 필터
3.4 Infinite Impulse Response (IIR) 필터
3.5 백색 가우시안 잡음 (White Gaussian Noise)
3.6 Sampling Rate 변환
3.6.1 Interpolation
3.6.2 Decimation
3.7 Polyphase 필터
3.7.1 Polyphase 필터를 이용한 Interpolator
3.7.2 Polyphase 필터를 이용한 Decimator
3.7.3 Rational factor를 가지는 샘플링 주파수 변환
3.8 Fast Fourier Transform(FFT)
3.8.1 복소 FFT
3.8.2 Block floating-point FFT
3.8.3 실수 FFT
3.8.4 FFT를 이용한 고속 블록 컨볼루션 (Fast Block Convolution)
3.9 선형 예측 (Linear Prediction)
3.9.1 Levinson-Durbin 알고리즘
3.9.2 LPC Cepstrum
3.9.3 Inverse 필터
3.10 Lattice 필터
3.10.1 All-zero Lattice 필터 (FIR Lattice 필터)
3.10.2 All-pole Lattice 필터 (IIR Lattice 필터)
3.11 적응 필터
3.11.1 System Identification
3.11.2 적응 채널 등화기 (Adaptive Channel Equalizer)
3.11.3 Smoothed Least Mean Square (SLMS) 알고리즘
4장 TMS320C5000 DSP를 이용한 디지털 신호처리 응용
4.1 Adaptive Differential Pulse Code Modulation(ADPCM)을 이용한 음성 압축
4.2 반향 (Reverberation)
4.3 음성 변조
4.4 Adaptive Line Enhancer (ALE)
4.5 음성 인식
4.5.1 Dynamic Time Warping(DTW)을 이용한 화자종속 인식기
4.5.2 Hidden Markov Model(HMM)을 이용한 화자독립 인식기
4.5.3 Stand-alone 방식으로 동작하는 HMM 인식기
4.6 10-Band 그래픽 이퀄라이저 (10-Band Graphic Equalizer)
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