現(xiàn)代計算機與通訊系統(tǒng)電子設(shè)備中廣泛使用了數(shù)字信號處理專用集成電路，它們主要用于數(shù)字信號傳輸中所必需的濾波、變換、加密、解密、編碼、解碼、糾檢錯、壓縮、解壓縮等操作。這些處理工作從本質(zhì)上說都是數(shù)學(xué)運算。從原則上講，它們完全可以用計算機或微處理器來完成。這就是為什么我們常用C、Pascal 或匯編語言來編寫程序，以研究算法的合理性和有效性的道理。

　　在數(shù)字信號處理的領(lǐng)域內(nèi)有相當大的一部分工作是可以事后處理的。我們可以利用通用的計算機系統(tǒng)來處理這類問題。如在石油地質(zhì)調(diào)查中，我們通過鉆探和一系列的爆破，記錄下各種地層的回波數(shù)據(jù)，然后用計算機對這些數(shù)據(jù)進行處理，去除噪聲等無用信息，最后我們可以得到地層的構(gòu)造，從而找到埋藏的石油。因為地層不會在幾年內(nèi)有明顯的變化，因此花幾十天的時間把地層的構(gòu)造分析清楚也能滿足要求。這種類型的數(shù)字信號處理是非實時的，用通用的計算機就能滿足需要。

　　還有一類數(shù)字信號處理必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成，如在軍用無線通信系統(tǒng)和機載雷達系統(tǒng)中我們常常需要對檢測到的微弱信號增強、加密、編碼、壓縮，在接收端必須及時地解壓縮、解碼和解密并重現(xiàn)清晰的信號。我們很難想象用一個通用的計算機系統(tǒng)來完成這項工作，因此，我們不得不自行設(shè)計非常輕便小巧的高速專用硬件系統(tǒng)來完成該任務(wù)。

　　有的數(shù)字信號處理對時間的要求非常苛刻，以至于用高速的通用微處理器芯片也無法在規(guī)定的時間內(nèi)完成必須的運算。我們必須為這樣的運算設(shè)計專用的硬線邏輯電路，這可以在高速FPGA 器件上實現(xiàn)或制成高速專用集成電路。這是因為通用微處理器芯片是為一般目的而設(shè)計的，運算的步驟必須通過程序編譯后生成的機器碼指令加載到存貯器中，然后在微處理器芯片控制下，按時鐘的節(jié)拍，逐條取出指令、分析指令，然后執(zhí)行指令，直至程序的結(jié)束。微處理器芯片中的內(nèi)部總線和運算部件也是為通用的目的而設(shè)計，即使是專為信號處理而設(shè)計的通用微處理器，因為它的通用性，也不可能為某一個特殊的算法來設(shè)計一系列的專用的運算電路，而且其內(nèi)部總線的寬度也不能隨意改變，只有通過改變程序，才能實現(xiàn)這個特殊的算法。因而其運算速度就受到限制。

　　本章的目的是想通過對數(shù)字信號處理、計算（Computing）、算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程語言和程序、體系結(jié)構(gòu)和硬線邏輯等基本概念的介紹，了解算法與硬線邏輯之間的關(guān)系從而引入利用Verilog HDL 硬件描述語言設(shè)計復(fù)雜的數(shù)字邏輯系統(tǒng)的概念和方法。向讀者展示一種九十年代才真正開始在美國等先進的工業(yè)國家逐步推廣的數(shù)字邏輯系統(tǒng)的設(shè)計方法。借助于這種方法，在電路設(shè)計自動化仿真和綜合工具的幫助下，只要我們對并行的計算結(jié)構(gòu)有一定程度的了解，對有關(guān)算法有深入的研究，我們完全有能力設(shè)計并制造出有自己知識產(chǎn)權(quán)的DSP（數(shù)字信號處理）類和任何復(fù)雜的數(shù)字邏輯集成電路芯片，為我國的電子工業(yè)和國防現(xiàn)代化作出應(yīng)有的貢獻。