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简介

自己动手写CPU 豆 8.3分

资源最后更新于 2020-03-20 17:46:32

作者：https://itpanda.net/book/350/download/346

出版社：出版社电子工业出版社

出版日期：2014-09

文件格式： epub, mobi, azw3

标签：计算机编程限时特价处理器

简介· · · · · ·

《自己动手写CPU》使用Verilog HDL 设计实现了一款兼容MIPS32指令集架构的处理器——OpenMIPS。OpenMIPS 处理器具有两个版本，分别是教学版和实践版。教学版的主要设计思想是尽量简单，处理器的运行情况比较理想化，与教科书相似，便于使用其进行教学、学术研究和讨论，也有助于学生理解课堂上讲授的知识。实践版的设计目标是能完成特定功能，发挥实际作用。《自己动手写CPU》分为三篇。第一篇是理论篇，介绍了指令集架构、Verilog HDL的相关知识。第二篇是基础篇，采用增量模型，实现了教学版OpenMIPS处理器。首先实现了仅能执行一条指令的处理器，从这个最简单的情况出发，通过依次添加，实现逻辑操作指令、移位操作指令、空指令、移动操作指令、算术操作指令、转移指令、加载存储指令、协处理器访问指令、异常相关指令，最终实现了教学版OpenMIPS处理器。第三篇是进阶篇，通过为教学版OpenMIPS添加Wishbone总线接口，从而实现了实践版OpenMIPS处理器，并与SDRAM控制器、GPIO模块、Flash控制器、UART控制器、Wishbone总线互联矩阵等模块组成一个小型SOPC，然后下载到FPGA芯片以验证实现效果，最后为实践版OpenMIPS处理器移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II。《自己动手写CPU》适合计算机专业的学生、FPGA开发人员、处理器设计者、嵌入式系统应用开发工程师、MIPS平台开发人员以及对处理器内部的实现感兴趣的读者阅读，也可以作为高等院校计算机原理、计算机体系结构等课程的实践参考书。雷思磊，理工男，好静，倡导低碳生活，常以环保人士自居，喜读书，自幼笃信“博观而约取厚积而薄发”，是故，所读书籍甚为驳杂，年近而立，尚不确定根本兴趣目标，一日，驻足书架之前，细览所读书籍，惊觉随岁月增长，关注点依次从应用编程、操作系统、驱动设计转移至处理器结构，此一脉络极其清晰，遂如醍醐灌顶，幡然醒悟，原来余根本兴趣目标在“底层”，在于从根本上理解世界之运行，遂耗数年时间钻研处理器工作原理，乃有些微收获，拙作当为数年辛苦之小结，然学无止境，科技发展亦日新月异，唯有持续钻研，方能大成，屈子曰：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。此言甚是，余定谨记而遵行之。

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简介

自己动手写CPU 豆 8.3分

简介· · · · · ·

目录

前言

第一篇 理论篇

第1章 处理器与MIPS

1.1 计算机的简单模型

1.2 架构与指令集

1.x86

2.ARM

3.SPARC

4.POWER

5.MIPS

1.3 MIPS指令集架构的演变

1.MIPS Ⅰ

2.MIPS Ⅱ

3.MIPS Ⅲ

4.MIPS Ⅳ

5.MIPS Ⅴ

6.MIPS32/64

7.microMIPS32/64

1.4 MIPS32指令集架构简介

1.通用寄存器

2.特殊寄存器

1.逻辑操作指令

2.移位操作指令

3.移动操作指令

4.算术操作指令

5.转移指令

6.加载存储指令

7.协处理器访问指令

8.异常相关指令

9.其余指令

1.5 本书的目标与组织方式

第2章 可编程逻辑器件与Verilog HDL

2.1 可编程逻辑器件概述

1.基于乘积项（Product-Term）结构的PLD器件

2.基于查找表（Look-Up Table，LUT）结构的PLD器件

2.2 基于PLD的数字系统设计流程

1.原理图输入

2.HDL文本输入

2.3 Verilog HDL简介

2.4 Verilog HDL中模块的结构

1.模块声明

2.端口定义

3.数据类型说明

4.逻辑功能描述

2.5 Verilog HDL基本要素

1.net型变量

2.variable型变量

2.6 Verilog HDL行为语句

1.always过程语句

2.initial过程语句

1.持续赋值语句

2.过程赋值语句

1.if-else语句

2.case语句

1.for语句

2.forever语句

3.repeat语句

4.while语句

1.宏替换`define

2.`include语句

3.条件编译语句`ifdef、`else、`endif

2.7 电路设计举例

1.PC模块的设计与实现

2.指令存储器ROM的设计与实现

3.顶层文件

2.8 仿真

1.$stop

2.$readmemh

1.建立ModelSim工程

2.开始仿真

2.9 本章小结

第二篇 基础篇

第3章 教学版OpenMIPS处理器蓝图

3.1 系统设计目标

3.2 教学版OpenMIPS处理器接口

3.3 文件说明

第一篇　理论篇

第1章　处理器与MIPS

1.1　计算机的简单模型

1.2　架构与指令集

1.3　MIPS指令集架构的演变

1.4　MIPS32指令集架构简介

1.5　本书的目标与组织方式

第2章　可编程逻辑器件与Verilog HDL

2.1　可编程逻辑器件概述

2.2　基于PLD的数字系统设计流程

2.3　Verilog HDL简介

2.4　Verilog HDL中模块的结构

2.5　Verilog HDL基本要素

2.6　Verilog HDL行为语句

2.7　电路设计举例

2.8　仿真

2.9　本章小结

第二篇　基础篇

第3章　教学版OpenMIPS处理器蓝图

3.1　系统设计目标

3.2　教学版OpenMIPS处理器接口

3.3　文件说明

3.4　实现方法

第4章　第一条指令ori的实现

4.1　ori指令说明

4.2　流水线结构的建立

4.3　验证OpenMIPS实现效果

4.4　MIPS编译环境的建立

4.5　第一条指令实现小结

第5章　逻辑、移位操作与空指令的实现

5.1　流水线数据相关问题

5.2　OpenMIPS对数据相关问题的解决措施

5.3　测试数据相关问题的解决效果

5.4　逻辑、移位操作与空指令说明

5.5　修改OpenMIPS以实现逻辑、移位操作与空指令

5.6　测试程序1——测试逻辑操作实现效果

5.7　测试程序2——测试移位操作与空指令实现效果

5.8　小结

第6章　移动操作指令的实现

6.1　移动操作指令说明

6.2　移动操作指令实现思路

6.3　修改OpenMIPS以实现移动操作指令

6.4　测试程序

第7章　算术操作指令的实现

7.1　简单算术操作指令说明

7.2　简单算术操作指令实现思路

7.3　修改OpenMIPS以实现简单算术操作指令

7.4　测试简单算术操作指令实现效果

7.5　流水线暂停机制的设计与实现