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基於 ARM 處理器從頭開始學習數位訊號處理 ( DSP )

Contents

基於 ARM 的數位訊號處理( Digital Signal Processing, DSP  ) : DFT、濾波器設計、卷積、IIR、FIR、CMSIS-DSP、線性系統

從這 25.5 小時的課程,你會學到

  • 使用 MAC 和 SIMD 指令開發高效的 DSP 演算法
  • 開發即時數位訊號處理韌體
  • 理解 Cortex-M4、M7 DSP 優化策略
  • Master the CMSIS-DSP Library 掌握 CMSIS-DSP 庫
  • 在 ARM 處理器上開發和測試 Convolution Kernel 演算法
  • 使用 ARM CMSIS-DSP 程式庫執行卷積( convolution )
  • 在 ARM 處理器上開發和測試離散傅立葉轉換演算法
  • 在 ARM 處理器上開發和測試逆離散傅立葉變換(IDFT)演算法
  • 在 ARM 處理器上開發和測試快速傅立葉變換( FFT )演算法
  • 使用 CMSIS-DSP 程式庫執行快速傅立葉變換分析(FFT)
  • 在 ARM 處理器上對心電訊號進行頻譜分析
  • 基於 ARM 處理器的 Windowed-Sinc 濾波器的研製
  • 在 ARM 處理器上開發有限脈衝響應濾波器(FIR)
  • 在 ARM 處理器上開發無限脈衝響應濾波器(IIR)
  • 使用 CMSIS-DSP 程式庫設定有限脈衝響應濾波器( FIR )
  • 使用 CMSIS-DSP 程式庫設定無限脈衝響應濾波器 (IIR)
  • 建立被動低通和高通濾波器
  • 建立改進的 Sallen-Key 過濾器
  • 建立 Bessel、Chebyshev 和 Butterworth 過濾器
  • 抑制訊號中的噪聲
  • 有能力講授數位訊號處理(Digital Signal Processing,DSP)

要求

  • 具備基本的 C 語言程式設計技能者是加分的
  • 無需程式經驗 – 我會教您所有您需要知道的知識。
  • 您將需要 STM32F411-NUCLEO 板
  • 我們將使用免費的 STM32 IDE

課程說明

想學好實用的數位訊號處理(dsp,digital signal processing)而不迷茫嗎?

這是您將於 ARM 處理器的 DSP 課程獲得的內容的概述…

輕鬆理解訊號處理的基礎:

在從頭開始實施實用的 dsp 演算法之前,本課程將逐步向您介紹訊號處理的基礎知識。 我們將研究訊號處理中的關鍵主題,包括:

  • 訊號統計和噪聲
  • 量化和採樣定理
  • 模擬濾波器設計
  • Chebyshev、Butterworth 和 Bessel 濾波器的性能指標
  • 線性系統及其特性
  • 有限脈衝響應濾波器 (FIR)
  • 無限脈衝響應濾波器 (IIR)
  • 疊加、合成和分解
  • 卷積及其性質
  • 離散傅立葉變換 (DFT) 和 IDFT

開發數位訊號處理演算法:

我們將實際開發我們在理論課上討論的訊號處理演算法。 在這裡,我們將使用一些已經採集和生成的訊號來測試我們的演算法,而不是使用實時訊號,以將重點放在開發演算法和測試它們上,而不是訊號採集上。

我們將開發以下演算法:

  • 訊號統計演算法:訊號均值、訊號標準差、訊號方差
  • 卷積演算法
  • 運行總和演算法
  • 離散傅立葉變換 (DFT,Discrete Fourier Transform) 演算法
  • 逆離散傅立葉變換 (IDFT, Inverse Discrete Fourier Transform) 演算法

我們還將使用 CMSIS-DSP 程式庫實現其中一些演算法,然後將我們演算法的動態性能與 CMSIS-DSP 提供的演算法進行比較。

開發用於訊號採集的驅動程式和資料結構:

為了能夠正確地從外部世界獲取訊號,然後應用我們的訊號處理演算法,我們首先需要開發用於獲取訊號的類比數位轉換器 (ADC,Analog-to-Digital converter ) 驅動程式和用於儲存和管理訊號的適當資料結構。 在這裡我們將開發:

  • 用於獲取訊號的裸機 ADC 驅動程式
  • 用於儲存和管理訊號的先進先出資料結構

數位濾波器設計與實現:

我們將了解可用的各種類型的數位濾波器,然後從頭開始實施它們。 我們將實施:

  • 移動平均過濾器
  • 有限脈衝響應 (FIR, Finite Impulse Response) 濾波器
  • 無限脈衝響應 (IIR, Infinite Impulse Response) 濾波器

我們還將了解如何使用 Matlab 設計有限脈衝響應濾波器的濾波器核心。

現場訊號的實用 DSP 應用:

在這裡,我們將應用我們所學的所有知識來處理來自微控制器 ADC 的實時訊號。

本課程不僅僅是讓程式碼工作。 它會教你如何……

無需花哨的工程學位即可編寫實用的 DSP 演算法

您將能夠理解訊號處理的基礎,而無需複雜的數學推導。

3000+ 名學生參加並發表了 200 多條評論

本課程是第一版課程的完全更新版本。 第一版已被超過 3000 名學生參加,評論超過 290 條。

以下是一位學生對課程的評價:

“本課程中涵蓋的資訊正是我在新任務中需要學習的內容。涵蓋了 DSP 的一般資訊也包含如何在 ARM Cortex M4 上實施。”

這是另一位學生說的:

“看到 MATLAB 如何在嵌入式系統中用於訊號生成和濾波器設計是令人興奮的。這裡的解釋簡單明暸。保持觀看者的興趣且避免不必要的細節。”

總之,你真的沒有什麼可失去的。 試一試,它提供全額退款保證。 希望在課程中見到您。

目標受眾

  • 如果您是一位經驗豐富的嵌入式開發人員並且想學習如何專業地為 ARM 處理器開發嵌入式應用程序,那麼請參加本課程。
  • 如果您是嵌入式系統的絕對初學者,請學習本課程。

講師簡介

Israel Gbati  嵌入式硬體設計師

專業的嵌入式韌體開發人員。 做了這麼多年,甚至不記得是從什麼時候開始的。 我的專業領域包括實時系統開發、底層開發、醫療設備架構、嵌入式信號處理和嵌入式人工智慧。 我的大部分工作都基於 Arm Cortex 微控制器。 哦! 我是一個正常人。

BHM Engineering Academy 21世紀工程學院

Bohobiom Engineering 是一所位於英國倫敦的 21 世紀計算機工程在線學院。

我們在裝配程式編輯、硬體工程、信號和圖像處理、嵌入式韌體開發、深度學習和其他 21 世紀高要求技能領域擁有經驗豐富的講師。

截至今天,我們已經培訓了超過 35,000 名快樂的學生。 請查看我們提供的課程,如果您有任何問題,請給我們留言。

英文字幕:有

  • 想要了解如何將英文字幕自動翻譯成中文? 請參考這篇 How-To

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