CPU自制入門

定　價：￥99.00

作　者：	（日）水頭一壽，米澤遼，藤田裕士著，趙謙譯
出版社：	人民郵電出版社
叢編項：	圖靈程序設計叢書
標　簽：	編程語言與程序設計計算機與互聯(lián)網(wǎng)

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ISBN：	9787115338181	出版時間：	2014-01-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	464	字數(shù)：

內容簡介

　　一直以來CPU內部是絕大多數(shù)IT工程師難以觸及的領域?？v使學習過計算機架構相關課程，自己動手實現(xiàn)CPU也始終遙不可及，因為這涉及計算機系統(tǒng)的最底層——芯片設計。而近年來FPGA芯片產品的發(fā)展與普及打破了這一阻礙，利用內部電路可重編程的FPGA，我們幾乎可以實現(xiàn)任何邏輯電路，自然也包括CPU。《圖靈程序設計叢書：CPU自制入門》就是在這樣一個背景下孕育而生的。本書利用FPGA，為讀者開啟了一個嶄新的自制CPU的世界。全書分為3章，分別介紹計算機系統(tǒng)最底層的3個部分：CPU設計制作、電路板設計制造以及匯編編程。將如此廣泛的技術內容以實踐的方式融合成一冊，該書可謂首屈一指。《圖靈程序設計叢書：CPU自制入門》可以幫助軟件工程師深入了解硬件與底層，開發(fā)出高效代碼。硬件工程師可以在本書基礎上設計定制硬件，開發(fā)高速計算機系統(tǒng)。相信所有讀者都可以在本書的閱讀過程中，體會到自制計算機系統(tǒng)的樂趣與熱情。

作者簡介

　　水頭一壽（KAZUTOSHI SUITOU），慶應義塾大學碩士畢業(yè)。現(xiàn)在在慶應義塾大學攻讀博士學位。目前從事實時嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)LSI相關研究和開發(fā)。興趣為音樂、攝影、自行車等。在RESPON小組擔任邏輯設計工作。米澤遼（RYO YONEZAWA），慶應義塾大學碩士畢業(yè)后，進入東芝株式會社半導體與存儲子公司工作。目前從事高速串行接口IP的開發(fā)。興趣為電子制作、家庭服務器管理等。在RESPON小組擔任電路板設計與封面設計工作。藤田裕士（YUJI FUJITA），慶應義塾大學碩士畢業(yè)后，進入日本電氣株式會社工作。目前從事固件開發(fā)工作。興趣為音樂欣賞、吉他演奏等。在RESPON小組擔任軟件設計工作。譯者簡介：趙謙，2007年于青島科技大學取得學士學位。2008年至今在日本熊本大學攻讀博士學位。目前從事容錯性FPGA架構及其CAD相關研究與開發(fā)。在FPGA領域著名國際會議FPGA、FPL以及ICFPT等發(fā)表過多篇學術論文。

圖書目錄

第1章　CPU的設計與實現(xiàn)　　
1.1 　　序　　
1.2 　　計算機系統(tǒng)　　
1.2.1 　什么是計算機　　
1.2.2 　什么是CPU　　
專欄　CPU的位寬　　
1.2.3 　什么是內存　　
1.2.4 　什么是I/O　　
專欄　字節(jié)序　　
1.2.5 　什么是總線　　
專欄　總線的優(yōu)缺點　　
1.2.6 　小結　　
專欄　計算機相關書籍　　
1.3 　　數(shù)字電路基礎　　
1.3.1 　什么是數(shù)字電路　　
1.3.2 　數(shù)值表達　　
1.3.3 　有符號二進制數(shù)　　
專欄　比特和字節(jié)　　
專欄　1K字節(jié)有多大　　
1.3.4 　MOSFET的結構　　
1.3.5 　邏輯運算　　
1.3.6 　CMOS基本邏輯門電路　　
1.3.7 　存儲元件　　
專欄　建立時間與保持時間　　
1.3.8 　組合電路和時序電路　　
1.3.9 　時鐘同步設計　　
1.3.10 　小結　　
專欄　數(shù)字電路相關書籍　　
1.4 　　Verilog HDL語言　　
1.4.1 　什么是Verilog HDL　　
1.4.2 　電路描述　　
專欄　默認網(wǎng)絡類型　　
專欄　組合電路描述中鎖存器的推定與Don't care　　
專欄　正邏輯與負邏輯　　
1.4.3 　電路仿真　　
專欄　同步電路中信號變化的時序　　
1.4.4 　Verilog HDL的仿真環(huán)境　　
1.4.5 　小結　　
專欄　Verilog HDL相關書籍　　
1.5 　　系統(tǒng)藍圖　　
1.5.1 　目標系統(tǒng)整體介紹　　
1.5.2 　關于本章中的代碼　　
專欄　字編址與字節(jié)位移　　
1.6 　　總線的設計與實現(xiàn)　　
1.6.1 　總線的設計　　
1.6.2 　總線的實現(xiàn)　　
1.6.3 　小結　　
1.7 　　存儲器的設計與實現(xiàn)　　
1.7.1 　FPGA的RAM區(qū)域　　
1.7.2 　ROM的設計與實現(xiàn)　　
1.7.3 　小結　　
專欄　存儲器相關書籍　　
1.8 　　AZ Processor的設計與實現(xiàn)　　
1.8.1 　關于CPU　　
專欄　CPI和MIPS值　　
1.8.2 　AZ Processor的設計　　
專欄　指令集架構與微架構　　
1.8.3 　AZ Processor的實現(xiàn)　　
1.8.4 　小結　　
專欄　計算機架構相關書籍　　
1.9 　　I/O的設計與實現(xiàn)　　
1.9.1 　定時器　　
1.9.2 　UART　　
專欄　UART實例　　
1.9.3 　GPIO　　
1.9.4 　小結　　
專欄　I/O相關書籍　　
1.10 　　AZPR 　SoC整體連接　　
1.10.1 　各模塊的連接　　
1.10.2 　時鐘模塊的實現(xiàn)　　
1.10.3 　頂層模塊的實現(xiàn)　　
1.10.4 　小結　　
1.11 　　AZPR SoC的仿真　　
1.11.1 　仿真模型的編寫　　
1.11.2 　Testbench的編寫　　
1.11.3 　執(zhí)行仿真　　
1.11.4 　小結　　
1.12 　　本章總結　　
第2章　　電路板的設計與制作　　
2.1 　　序　　
2.2 　　電路板規(guī)格
2.2.1 　電路板名稱　　
2.2.2 　電路板的構成　　
2.2.3 　電路板尺寸　　
2.2.4 　電路板層數(shù)　　
2.2.5 　FPGA選型　　
2.2.6 　外圍電路的選定　　
專欄　關于FPGA　　
專欄　關于JTAG　　
2.3 　　元件選型　　
2.3.1 　元件選型標準　　
2.3.2 　元件選型　　
2.3.3 　元件的選購　　
2.4 　　電路設計　　
2.4.1 　下載規(guī)格書　　
2.4.2 　配置電路　　
2.4.3 　外圍電路　　
2.4.4 　電源電路　　
2.4.5 　電路板設計環(huán)境　　
2.4.6 　使用Eagle設計電路圖　　
專欄　關于ULP　　
專欄　Eagle使用方法相關的書籍/說明書　　
2.4.7 　完成的電路圖　　
2.5 　　布局設計　　
2.5.1 　電路板設計約束條件及布線策略　　
2.5.2 　FPGA板的布局設計　　
2.5.3 　電源板的布局設計　　
2.5.4 　使用Eagle布局　　
2.5.5 　完成的布局　　
2.6 　　制作元件庫
2.6.1 　制作Symbol　　
2.6.2 　制作Package　　
2.6.3 　制作Device　　
2.7 　　電路板3D模型　　
2.7.1 　軟件使用說明　　
2.7.2 　準備3D模型庫　　
專欄　關于3D模型庫的管理　　
2.7.3 　制作電路板模型　　
2.8 　　制作感光板電路板　　
2.8.1 　整體流程　　
2.8.2 　制作光罩　　
2.8.3 　粘合光罩　　
2.8.4 　曝光　　
2.8.5 　顯像　　
2.8.6 　蝕刻　　
2.8.7 　阻焊劑　　
2.8.8 　開孔　　
2.8.9 　在背面安裝VPort接頭時的處理　　
2.8.10 　制作通孔　　
2.8.11 　飛線　　
2.9 　　使用電路板制造服務　　
2.9.1 　電路板制造服務　　
2.9.2 　DRC　　
2.9.3 　輸出Gerber數(shù)據(jù)　　
2.9.4 　檢查Gerber數(shù)據(jù)　　
專欄　執(zhí)行DFM檢查的方法　　
專欄　阻焊層遮罩的印刷設置　　
2.9.5 　向P板.com公司下單制板　　
專欄　拼板數(shù)據(jù)的準備　　
2.9.6 　向OLIMEX公司下單制板　　
2.10 　　組裝電路板　　
2.10.1 　電源板　　
2.10.2 　組裝FPGA板　　
2.11 　　功能測試　　
2.11.1 　識別FPGA　　
2.11.2 　診斷程序　　
2.12 　　本章總結　　
第3章　　編程　　
3.1 　　序　　
3.2 　　開發(fā)環(huán)境　　
3.2.1 　準備工作　　
3.2.2 　FPGA開發(fā)環(huán)境　　
3.2.3 　ISE WebPACK　　
3.2.4 　UrJTAG　　
專欄　cblsrv-0.1_ft2232　　
3.2.5 　交叉匯編程序　　
3.2.6 　第一個程序　　
3.3 　　串口通信　　
3.3.1 　安裝Tera 　Term　　
3.3.2 　編寫程序　　
專欄　子程序　　
專欄　ASCII碼　　
3.3.3 　執(zhí)行程序　　
3.4 　　程序加載器　　
3.4.1 　XMODEM協(xié)議　　
3.4.2 　編寫程序　　
3.4.3 　編寫加載測試程序　　
3.4.4 　執(zhí)行程序　　
3.5 　　中斷與異?！　?br />3.5.1 　什么是中斷　　
3.5.2 　編寫程序　　
3.5.3 　執(zhí)行程序　　
3.5.4 　什么是異常　　
3.5.5 　編寫程序　　
3.5.6 　執(zhí)行程序　　
3.6 　　七段數(shù)碼管　　
3.6.1 　什么是七段數(shù)碼管　　
3.6.2 　七段數(shù)碼管的控制　　
3.6.3 　七段數(shù)碼管計數(shù)器概要　　
3.6.4 　編寫程序　　
3.6.5 　執(zhí)行程序　　
3.7 　　制作一個實用程序　　
3.7.1 　功能概要　　
3.7.2 　制作程序　　
3.7.3 　執(zhí)行程序　　
3.8 　　結語　　
謝辭　　
后記　　
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