這本書講什麼?
《手把手教你設計CPU》以極為通俗易懂的語言對RISC-V架構進行瞭係統而全麵地介紹,並且結閤蜂鳥E200係列開源處理器核對CPU設計技術進行瞭深入淺齣的講解,圖文並茂,生動活潑,體現瞭作者深厚的專業技能以及將專業知識進行通俗化錶述的優秀能力。令人印象深刻的是,本書作者在對RISC-V架構進行介紹的過程中,加入瞭大量的背景知識解讀以及個人注解,使得枯燥的專業知識變得非常易於理解,可以說是難能可貴。這是一本凝聚瞭作者多年所學的精心之作,非常值得一讀,對於RISC-V架構在國內的傳播也將具有巨大的推動作用。本書作為國內不可多得的介紹RISC-V的中文書籍,相信一定會成為該領域的經典之作。
這本書目錄
第一部分 CPU與RISC-V綜述
第1章 一文讀懂CPU之三生三世 2
1.1 眼看他起高樓,眼看他宴賓客,眼看他樓塌瞭——CPU眾生相 3
1.1.1 ISA——CPU的靈魂 4
1.1.2 CISC與RISC 5
1.1.3 32位與64位架構 6
1.1.4 ISA眾生相 6
1.1.5 CPU的領域之分 10
1.2 ISA請扛起這口鍋——為什麼國産CPU尚未足夠成功 12
1.2.1 MIPS係——龍芯和君正 12
1.2.2 x86係——北大眾誌、兆芯和海光 13
1.2.3 Power係——中晟宏芯 13
1.2.4 Alpha係——申威 14
1.2.5 ARM係——飛騰、華為海思、展訊和華芯通 14
1.2.6 背鍋俠ISA 15
1.3 人生已是如此艱難,你又何必拆穿——CPU從業者的無奈 17
1.4 無敵是多麼寂寞——ARM統治著的世界 18
1.4.1 獨樂樂與眾樂樂——ARM公司的盈利模式 18
1.4.2 小個子有大力量——無處不在的Cortex-M係列 21
1.4.3 移動王者——Cortex-A係列在手持設備領域的巨大成功 23
1.4.4 進擊的巨人——ARM進軍PC與服務器領域的雄心 25
1.5 東邊日齣西邊雨,道是無晴卻有晴——RISC-V登場 25
1.6 原來你是這樣的“薯片”——ARM的免費計劃 28
1.7 舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓傢——你也可以設計自己的處理器 28
第2章 大道至簡——RISC-V架構之魂 29
2.1 簡單就是美——RISC-V架構的設計
哲學 30
2.1.1 無病一身輕——架構的篇幅 30
2.1.2 能屈能伸——模塊化的
指令集 32
2.1.3 濃縮的都是精華——指令的數量 32
2.2 RISC-V指令集架構簡介 33
2.2.1 模塊化的指令子集 33
2.2.2 可配置的通用寄存器組 34
2.2.3 規整的指令編碼 34
2.2.4 簡潔的存儲器訪問指令 34
2.2.5 高效的分支跳轉指令 35
2.2.6 簡潔的子程序調用 36
2.2.7 無條件碼執行 37
2.2.8 無分支延遲槽 37
2.2.9 零開銷硬件循環 38
2.2.10 簡潔的運算指令 38
2.2.11 優雅的壓縮指令子集 39
2.2.12 特權模式 40
2.2.13 CSR寄存器 40
2.2.14 中斷和異常 40
2.2.15 矢量指令子集 40
2.2.16 自定製指令擴展 41
2.2.17 總結與比較 41
2.3 RISC-V軟件工具鏈 42
2.4 RISC-V和其他開放架構有何不同 44
2.4.1 平民英雄——OpenRISC 44
2.4.2 豪門顯貴——SPARC 44
2.4.3 名校優生——RISC-V 45
第3章 亂花漸欲迷人眼——盤點RISC-V商業版本與開源版本 46
3.1 各商業與開源版本綜述 47
3.1.1 Rocket Core(開源) 47
3.1.2 BOOM Core(開源) 49
3.1.3 Freedom SoC(開源) 50
3.1.4 LowRISC SoC(開源) 50
3.1.5 PULPino Core and SoC(開源) 50
3.1.6 PicoRV32 Core(開源) 51
3.1.7 SCR1 Core(開源) 51
3.1.8 ORCA Core(開源) 51
3.1.9 Andes Core(商業IP) 52
3.1.10 Microsemi Core(商業IP) 52
3.1.11 Codasip Core(商業IP) 53
3.1.12 蜂鳥E200 Core & SoC(開源) 53
3.2 總結 53
第4章 中國第一個開源RISC-V——蜂鳥E200係列超低功耗Core & SoC 54
4.1 與眾不同的蜂鳥E200處理器 55
4.2 蜂鳥E200簡介——蜂鳥雖小,
五髒俱全 56
4.3 蜂鳥E200型號係列 57
4.4 蜂鳥E200性能指標 58
4.5 蜂鳥E200配套SoC 59
4.6 蜂鳥E200配置選項 60
第二部分 手把手教你使用
Verilog設計CPU
第5章 先見森林,後觀樹木——蜂鳥E200設計總覽和頂層介紹 65
5.1 處理器硬件設計概述 66
5.1.1 架構和微架構 66
5.1.2 CPU、處理器、Core和
處理器核 66
5.1.3 處理器設計和驗證的特點 66
5.2 蜂鳥E200處理器核設計哲學 67
5.3 蜂鳥E200處理器核RTL代碼風格
介紹 68
5.3.1 使用標準DFF模塊例化生成
寄存器 68
5.3.2 推薦使用assign語法替代if-else和case語法 70
5.3.3 其他若乾注意事項 71
5.3.4 小結 72
5.4 蜂鳥E200模塊層次劃分 72
5.5 蜂鳥E200處理器核源代碼 73
5.6 蜂鳥E200處理器核配置選項 73
5.7 蜂鳥E200處理器核支持的RISC-V
指令子集 74
5.8 蜂鳥E200處理器流水綫結構 74
5.9 蜂鳥E200處理器核頂層接口介紹 74
5.10 總結 77
第6章 流水綫不是流水賬——蜂鳥E200
流水綫介紹 78
6.1 處理器流水綫概述 79
6.1.1 從經典的五級流水綫說起 79
6.1.2 可否不要流水綫——流水綫和狀態機的關係 81
6.1.3 深處種菱淺種稻,不深不淺種荷花——流水綫的深度 81
6.1.4 嚮上生長——越來越深的
流水綫 82
6.1.5 嚮下生長——越來越淺的
流水綫 83
6.1.6 總結 83
6.2 處理器流水綫中的亂序 83
6.3 處理器流水綫中的反壓 84
6.4 處理器流水綫中的衝突 84
6.4.1 流水綫中的資源衝突 84
6.4.2 流水綫中的數據衝突 85
6.5 蜂鳥E200處理器的流水綫 86
6.5.1 流水綫總體結構 86
6.5.2 流水綫中的衝突 87
6.6 總結 87
第7章 萬事開頭難嗎——一切從取指令 開始 88
7.1 取指概述 89
7.1.1 取指特點 89
7.1.2 如何快速取指 90
7.1.3 如何處理非對齊指令 91
7.1.4 如何處理分支指令 92
7.2 RISC-V架構特點對於取指的簡化 97
7.2.1 規整的指令編碼格式 97
7.2.2 指令長度指示碼放於低位 97
...........
手把手教你設計CPU——RISC-V處理器篇
版 次:1頁 數:字 數:印刷時間:2014年09月01日開 本:16開紙 張:膠版紙包 裝:平裝是否套裝:否國際標準書號ISBN:9787115364692叢書名:圖靈原創
所屬分類:
圖書>計算機/網絡>硬件 外部設備 維修
快速直達
編輯推薦
內容簡介
目 錄
書摘插畫
免費下載讀書APP
編輯推薦
我沒有想過真的有人會去寫這樣的一本書,
更沒想到作者會把這本書寫得如此深入淺齣。
如果你問我學習設計和製作CPU和計算機有什麼用?
一,你將**次真正意義上理解計算機。
二,你將見證你比你想象的更強大。
如果你是計算機體係結構科研人員:在學習國外各種CPU結構的基礎上,瞭解一下如何從頭研發自己的CPU體係結構是十分必要的,要走創新路,必須從基礎設計開始。
如果你是計算機軟硬件人員群體:急需掌握計算機高端設計理論和方法,其中*重要的就是CPU設計技術。軟件人員更需要深入瞭解CPU的核心技術,搞清楚軟硬件接口,從而能夠透徹地理解和掌握高層次的係統程序設計方法。
如果你喜歡CPU設計與製造:CPU設計製造是計算機的高端技術與方法,長期以來被國外封鎖和限製。有誌自己設計製造CPU的人很多,尋找一本言簡意賅,能夠快速上手的CPU設計製造的書籍是廣大CPU發燒友的急切願望。
如果你是大學計算機專業學生:本書內容具體化瞭計算機專業研究生、本科生的“計算機係統結構”課程的內容與方法,不再停留在一般知識和理論的理解層麵上,更重要的使他們通過本書能直接進入計算機核心部件的設計層麵,化解他們心中CPU理論和方法諸多不解之謎,這其中不僅包括CPU硬件設計謎團,而且包括象操作係統一類的係統軟件核心設計的謎團。
內容簡介
這是一本為有誌於計算機CPU設計的人員所寫的書,不論你是狂熱的發燒友,還是精明的計算機專業工作者。
《自己設計製作CPU與單片機》以作者幾十年學習設計製作CPU與通用單片機的經曆,來告訴你如何從無到有地設計屬於你自己的CPU和可以運行用戶程序的單片機。書中以作者的十幾個CPU設計工程為主綫,展示瞭精簡指令係統RISC 和復雜指令係統CISC計算機CPU的設計方法。既有硬件編程,又有原理圖設計,適閤軟硬件人員學習計算機核心技術之用。
《自己設計製作CPU與單片機》通過實例告訴讀者,如何創造性地進行計算機高端産品CPU的立意和設計,介紹瞭人機交互和操作係統內核的設計方法。這是一本對要全麵掌握計算機高端技術的人員而言必讀的CPU 設計製作之書。
目 錄
前言
上篇 CPU設計製作入門
第1章 自己就能設計製造CPU
1.1 自己設計製作CPU有啥意義
1.2 我設計製作CPU的經曆
1.3 電子電路設計製作的新變化
1.4 自己設計CPU的條件
1.5 創新CPU設計的意義
第2章 進入硬件設計的天地
2.1 搭建自己的製造工廠
2.2 設計製造CPU需要熱身
2.3 硬件設計語言Verilog HDL
2.4 Verilog HDL語句和模塊
2.5 Verilog HDL其他常用語句
第3章 自己創造CPU的方法
3.1 深刻理解CPU的結構
3.2 自創CPU的一般步驟
3.3 如何設計自己的指令係統
3.4 指令分析的一般性總結
3.5 讓CPU運行程序
第4章 一個簡單CPU的設計
4.1 創建一個CPU設計工程
4.2 剖析這個CPU設計程序
4.3 CPU行為的描述方法
4.4 如何讓CPU運行軟件程序
4.5 CPU設計工程小結
……
第5章 自製通用CPU與單片機
第6章 流水綫CPU設計
第7章 非透明流水綫通用單片機
第8章 流水綫編程的透明設計
中篇 深入CPU設計
第9章 信息與信息處理
第10章 機器錶示數和運算
第11章 邏輯代數是CPU的基石
第12章 萬能的邏輯電路
第13章 元器件與綫路設計原理
第14章 CPU的器件設計
第15章 X86型CPU及單片機設計
第16章 帶LCD的通用單片機
第17章 動態CPU的思想方法
第18章 動態CPU設計實例
第19章 PMC計算機應用
第20章 匯編語言程序設計
下篇 自己製作單片機
第21章 自製單片機器件與環境
第22章 PMC110計算機電路設計
第23章 計算機組裝與下載
附錄
版 次:1頁 數:字 數:印刷時間:2014年09月01日開 本:16開紙 張:膠版紙包 裝:平裝是否套裝:否國際標準書號ISBN:9787115364692叢書名:圖靈原創
所屬分類:
圖書>計算機/網絡>硬件 外部設備 維修
快速直達
編輯推薦
內容簡介
目 錄
書摘插畫
免費下載讀書APP
編輯推薦
我沒有想過真的有人會去寫這樣的一本書,
更沒想到作者會把這本書寫得如此深入淺齣。
如果你問我學習設計和製作CPU和計算機有什麼用?
一,你將**次真正意義上理解計算機。
二,你將見證你比你想象的更強大。
如果你是計算機體係結構科研人員:在學習國外各種CPU結構的基礎上,瞭解一下如何從頭研發自己的CPU體係結構是十分必要的,要走創新路,必須從基礎設計開始。
如果你是計算機軟硬件人員群體:急需掌握計算機高端設計理論和方法,其中*重要的就是CPU設計技術。軟件人員更需要深入瞭解CPU的核心技術,搞清楚軟硬件接口,從而能夠透徹地理解和掌握高層次的係統程序設計方法。
如果你喜歡CPU設計與製造:CPU設計製造是計算機的高端技術與方法,長期以來被國外封鎖和限製。有誌自己設計製造CPU的人很多,尋找一本言簡意賅,能夠快速上手的CPU設計製造的書籍是廣大CPU發燒友的急切願望。
如果你是大學計算機專業學生:本書內容具體化瞭計算機專業研究生、本科生的“計算機係統結構”課程的內容與方法,不再停留在一般知識和理論的理解層麵上,更重要的使他們通過本書能直接進入計算機核心部件的設計層麵,化解他們心中CPU理論和方法諸多不解之謎,這其中不僅包括CPU硬件設計謎團,而且包括象操作係統一類的係統軟件核心設計的謎團。
內容簡介
這是一本為有誌於計算機CPU設計的人員所寫的書,不論你是狂熱的發燒友,還是精明的計算機專業工作者。
《自己設計製作CPU與單片機》以作者幾十年學習設計製作CPU與通用單片機的經曆,來告訴你如何從無到有地設計屬於你自己的CPU和可以運行用戶程序的單片機。書中以作者的十幾個CPU設計工程為主綫,展示瞭精簡指令係統RISC 和復雜指令係統CISC計算機CPU的設計方法。既有硬件編程,又有原理圖設計,適閤軟硬件人員學習計算機核心技術之用。
《自己設計製作CPU與單片機》通過實例告訴讀者,如何創造性地進行計算機高端産品CPU的立意和設計,介紹瞭人機交互和操作係統內核的設計方法。這是一本對要全麵掌握計算機高端技術的人員而言必讀的CPU 設計製作之書。
目 錄
前言
上篇 CPU設計製作入門
第1章 自己就能設計製造CPU
1.1 自己設計製作CPU有啥意義
1.2 我設計製作CPU的經曆
1.3 電子電路設計製作的新變化
1.4 自己設計CPU的條件
1.5 創新CPU設計的意義
第2章 進入硬件設計的天地
2.1 搭建自己的製造工廠
2.2 設計製造CPU需要熱身
2.3 硬件設計語言Verilog HDL
2.4 Verilog HDL語句和模塊
2.5 Verilog HDL其他常用語句
第3章 自己創造CPU的方法
3.1 深刻理解CPU的結構
3.2 自創CPU的一般步驟
3.3 如何設計自己的指令係統
3.4 指令分析的一般性總結
3.5 讓CPU運行程序
第4章 一個簡單CPU的設計
4.1 創建一個CPU設計工程
4.2 剖析這個CPU設計程序
4.3 CPU行為的描述方法
4.4 如何讓CPU運行軟件程序
4.5 CPU設計工程小結
……
第5章 自製通用CPU與單片機
第6章 流水綫CPU設計
第7章 非透明流水綫通用單片機
第8章 流水綫編程的透明設計
中篇 深入CPU設計
第9章 信息與信息處理
第10章 機器錶示數和運算
第11章 邏輯代數是CPU的基石
第12章 萬能的邏輯電路
第13章 元器件與綫路設計原理
第14章 CPU的器件設計
第15章 X86型CPU及單片機設計
第16章 帶LCD的通用單片機
第17章 動態CPU的思想方法
第18章 動態CPU設計實例
第19章 PMC計算機應用
第20章 匯編語言程序設計
下篇 自己製作單片機
第21章 自製單片機器件與環境
第22章 PMC110計算機電路設計
第23章 計算機組裝與下載
附錄
我是一名在校的學生,對於計算機體係結構這門課程感到有些吃力,理論知識雖然豐富,但缺乏直觀的理解和實踐。瞭解到這本書可以“手把手教你設計CPU”,我抱著試試看的心態購買瞭。希望它能幫助我打下紮實的CPU設計基礎,特彆是RISC-V指令集的部分,因為我聽說這個指令集在學術界和工業界都越來越受歡迎,學習它能為我未來的學習和就業打下良好基礎。我特彆關注書中是否能提供清晰的流程圖、詳細的邏輯圖以及易於理解的代碼示例,能夠將抽象的CPU概念具象化。如果書中還能包含一些實際案例,比如如何設計一個簡單的ALU(算術邏輯單元)或者寄存器文件,並且解釋其工作原理,那將對我非常有幫助。我期待這本書能夠用通俗易懂的語言,將復雜的CPU設計過程分解成若乾個易於理解的模塊,讓我能夠循序漸進地掌握。
評分作為一名已經工作多年的嵌入式工程師,我一直想深入瞭解CPU的設計細節,但工作之餘的學習時間非常有限。看到這本書的標題,特彆是“RISC-V處理器篇”以及“自己設計製作CPU”的部分,讓我眼前一亮。我希望這本書能夠提供一些更高級、更實用的CPU設計技巧和方法論,而不僅僅是基礎理論。例如,書中是否會講解如何優化CPU的性能,如何進行低功耗設計,或者如何應對芯片設計中的各種挑戰,如時序收斂、功耗分析等。對於RISC-V,我希望書中能深入探討其各種擴展指令集,以及如何在實際項目中選擇閤適的RISC-V核心。我更希望看到書中能提供一些關於實際芯片設計的指導,比如如何進行流片前的驗證,以及一些工業界常用的設計工具和流程的介紹,這樣能幫助我更好地將所學知識應用到實際工作中,提升我的職業競爭力。
評分我是一個對硬件編程充滿熱情的愛好者,一直夢想著能設計自己的芯片。這本書的書名“手把手教你設計CPU”和“自己設計製作CPU與單片機芯片處理器設計書籍”無疑擊中瞭我的興趣點。我渴望通過這本書,能夠真正理解CPU的核心工作原理,從最基本的邏輯門電路開始,逐步構建齣復雜的CPU架構。RISC-V指令集對於我來說是一個全新的領域,但我非常願意去探索。我期待書中能提供詳細的步驟指導,比如如何使用Verilog或VHDL等硬件描述語言來描述CPU的各個模塊,如何進行仿真測試,以及如何將設計下載到FPGA開發闆上進行實際運行。如果書中還能包含一些DIY項目的案例,比如設計一個簡單的計算器CPU或者一個簡單的存儲控製器,那將是極好的。我希望能從這本書中獲得實踐的經驗,實現我的“造芯”夢想。
評分最近我對計算機硬件的興趣日益濃厚,特彆是CPU的設計。瞭解到這本書中提到瞭RISC-V處理器,這讓我非常感興趣,因為RISC-V作為一個開放的指令集架構,正變得越來越重要。我希望這本書能夠從一個全新的角度來解讀CPU設計,不僅僅是停留在理論層麵,而是能真正教會讀者如何“設計”和“製作”。我期待書中能夠包含一些關於CPU內部結構和工作流程的詳細解析,比如流水綫技術、緩存機製、中斷處理等等。而且,能夠“手把手”地教學,意味著我應該能看到清晰的代碼示例、詳細的設計圖示,甚至是實際的工程項目。我希望這本書能幫助我理解,如何將一個CPU的設計想法,通過硬件描述語言轉化為實際可運行的電路,並最終實現一個功能性的處理器。
評分這本書的封麵設計非常吸引人,尤其是“手把手教你”這幾個字,給我的感覺就像是有一位經驗豐富的工程師坐在我旁邊,耐心地一步步指導我完成從零開始設計CPU的過程。RISC-V這個指令集本身就充滿魅力,它開放、免費,為學習和研究CPU設計提供瞭絕佳的平颱。我一直對計算機底層運作原理充滿好奇,特彆是CPU這個核心部件,但市麵上很多書籍要麼過於理論化,要麼難度太高,讓人望而卻步。這本書的副標題“自己設計製作CPU與單片機芯片處理器設計書籍”更是點燃瞭我嘗試的激情,我希望能通過這本書,真正理解CPU的架構、指令流水綫、存儲器管理等關鍵概念,甚至能動手實現一個簡單的RISC-V處理器。我尤其期待書中關於如何將理論轉化為實際硬件設計的講解,例如如何選擇閤適的硬件描述語言(HDL),如何進行仿真和驗證,以及最終如何將設計集成到FPGA或ASIC中。這種從概念到實現的完整流程,對於提升我的工程實踐能力至關重要。
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度,google,bing,sogou 等
© 2025 book.tinynews.org All Rights Reserved. 静思书屋 版权所有