計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)

定　價(jià)：￥15.00

作　者：	沈立，肖儂，王志英編著
出版社：	清華大學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：	計(jì)算機(jī)系列教材
標(biāo)　簽：	計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

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ISBN：	9787302239611	出版時(shí)間：	2010-11-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	98	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　考慮到完成實(shí)驗(yàn)的工作量，我們選擇32位dlx結(jié)構(gòu)的處理器作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，因?yàn)閐lx指令系統(tǒng)具有規(guī)整、簡潔等優(yōu)點(diǎn)，且具有開源的模擬器和編譯器等軟件工具供大家使用。除了包含流水線、指令級(jí)并行、cache等經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外，《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》還特別面向指令集的設(shè)計(jì)與優(yōu)化專門設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)難度和工作量的不同，《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》中列出的實(shí)驗(yàn)可分為兩個(gè)層次：一是，與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程中處理器性能評(píng)價(jià)、指令系統(tǒng)、流水線等方面的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括確定dlx處理器的指令系統(tǒng)和指令編碼方案，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)單流出的5級(jí)32位dlx整數(shù)流水線，并在fpga平臺(tái)上仿真。該流水線中沒有cache模塊，可以包含數(shù)據(jù)定向模塊。同時(shí)，根據(jù)dlx指令系統(tǒng)修改開源的gcc編譯器，使之能夠生成可用的二進(jìn)制測試代碼。二是，向在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)的5級(jí)dlx整數(shù)流水線中增加一些高級(jí)功能模塊，并在fpga平臺(tái)上仿真。這里的高級(jí)功能模塊包括計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程中介紹的開發(fā)指令級(jí)并行和數(shù)據(jù)級(jí)并行的硬件機(jī)制、cache等，如dlx浮點(diǎn)流水線、記分牌算法、vliw技術(shù)、分支目標(biāo)緩沖器、simd指令擴(kuò)展等，它們都是提高流水線性能的經(jīng)典技術(shù)。

作者簡介

　　沈立，2003年在國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院獲工學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)任國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，長期從事計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)專業(yè)的研究和教學(xué)工作，國家精品課程“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”和“計(jì)算機(jī)原理”主講人之一。中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)會(huì)員，主要研究方向包括高性能微處理器體系結(jié)構(gòu)、先進(jìn)編譯技術(shù)、虛擬化技術(shù)等，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和主要完成人參加國家自然科學(xué)基金、國家863高技術(shù)研究計(jì)劃、國家973重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃等項(xiàng)目10余項(xiàng)。近5年發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，獲授權(quán)專利5項(xiàng)，參與編著普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材4部。獲部委級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)l項(xiàng)。

圖書目錄

第1章　處理器設(shè)計(jì)流程　　
　1.1　設(shè)計(jì)定制　　
　1.2　行為設(shè)計(jì)　　
　1.3　物理設(shè)計(jì)　　
　1.4　硅片出品　　
　1.5　驗(yàn)證　　
　1.6　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排與組織　　
　1.7　實(shí)驗(yàn)1：fastdlx模擬器的使用　　
　　1.7.1　簡要說明　　
　　1.7.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　1.7.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　1.7.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　　
第2章　指令系統(tǒng)　　
　2.1　cisc和risc　　
　2.2　dlx指令系統(tǒng)　　
　　2.2.1　dlx的寄存器　　
　　2.2.2　dlx的數(shù)據(jù)表示　　
　　2.2.3　dlx的數(shù)據(jù)尋址方式　　
　　2.2.4　dlx的指令格式　　
　　2.2.5　dlx的操作　　
　　2.2.6　dlx的控制指令　　
　　2.2.7　dlx的浮點(diǎn)操作　　
　2.3　指令系統(tǒng)的改進(jìn)和發(fā)展　　
　2.4　實(shí)驗(yàn)2：dlx指令編碼的優(yōu)化　　
　　2.4.1　簡要說明　　
　　2.4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　2.4.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　2.4.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　2.5　實(shí)驗(yàn)3：dlx匯編器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　
　　2.5.1　簡要說明　　
　　2.5.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　2.5.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　2.5.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　2.6　實(shí)驗(yàn)4：面向特定應(yīng)用的指令擴(kuò)展　　
　　2.6.1　簡要說明　　
　　2.6.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　2.6.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　2.6.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　　
第3章　邏輯設(shè)計(jì)　　
　3.1　硬件描述語言　　
　3.2　電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化　　
　3.3　實(shí)驗(yàn)5：modelsim的使用　　
　　3.3.1　簡要說明　　
　　3.3.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　3.3.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　3.3.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　3.4　實(shí)驗(yàn)6：寄存器文件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　
　　3.4.1　簡要說明　　
　　3.4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　3.4.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　3.4.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　3.5　實(shí)驗(yàn)7：存儲(chǔ)器模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　
　　3.5.1　簡要說明　　
　　3.5.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　3.s.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　3.5.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　　
第4章　流水線設(shè)計(jì)　　
　4.1　dlx整數(shù)指令　　
　4.2　dlx流水線　　
　　4.2.1　流水寄存器　　
　　4.2.2　取指段　　
　　4.2.3　譯碼段　　
　　4.2.4　執(zhí)行段　　
　　4.2.5　訪存段　　
　　4.2.6　寫回段　　
　　4.2.7　多路選擇器　　
　4.3　改進(jìn)dlx流水線的性能　　
　　4.3.1　減少分支開銷　　
　　4.3.2　數(shù)據(jù)定向　　
　　4.4　實(shí)驗(yàn)8：dlx整數(shù)流水線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　
　　4.4.1　簡要說明　　
　　4.4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　4.4.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　4.4.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　4.5　實(shí)驗(yàn)9：數(shù)據(jù)定向邏輯的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　
　　4.5.1　簡要說明　　
　　4.5.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　4.5.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　4.5.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　
第5章　高級(jí)dlx流水線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)　　
　5.1　實(shí)驗(yàn)10：dlx浮點(diǎn)流水線　　
　　5.1.1　簡要說明　　
　　5.1.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.1.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　5.1.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.2　實(shí)驗(yàn)11：支持動(dòng)態(tài)指令調(diào)度的記分牌算法　
　　5.2.1　簡要說明　　
　　5.2.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.2.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　5.2.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.3　實(shí)驗(yàn)12：超長指令字技術(shù)　
　　5.3.1　簡要說明　　
　　5.3.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.3.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　5.3.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.4　實(shí)驗(yàn)13：分支預(yù)測目標(biāo)緩沖(btb)　　
　　5.4.1　簡要說明　　
　　5.4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.4.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　
　　5.4.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.5　實(shí)驗(yàn)14：simd指令擴(kuò)展　　
　　5.5.1　簡要說明　　
　　5.5.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.5.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　5.5.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.6　實(shí)驗(yàn)15：cache設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　
　　5.6.1　簡要說明　　
　　5.6.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.6.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺(tái)　　
　　5.6.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　　
第6章　fpga相關(guān)工具　　
　6.1　設(shè)計(jì)準(zhǔn)備　　
　　6.1.1　基本流程　　
　　6.1.2　ise的啟動(dòng)和配置　　
　6.2　基于hdl語言設(shè)計(jì)輸入　　
　　6.2.1　創(chuàng)建新工程　　
　　6.2.2　完成hdl編寫　　
　　6.2.3　ise向?qū)赡K　　
　6.3　設(shè)計(jì)仿真　　
　　6.3.1　添加測試激勵(lì)　　
　　6.3.2　仿真類型選擇　　
　　6.3.3　編譯xilinx仿真庫　　
　6.4　系統(tǒng)生成及仿真　　
　　6.4.1　時(shí)序約束　　
　　6.4.2　IO配置　　
　　6.4.3　配置文件生成及后仿真　
　6.5　配置下載　　
參考文獻(xiàn)