正版 手把手教你设计CPU RISC-V处理器篇 计算机网络 硬件外部设备维修 系统介绍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡振波 著

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店铺： 布克专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115480521

商品编码：28115067028

包装：平装-胶订

开本：16

出版时间：2018-05-01

页数：428

商品参数

手把手教你设计CPU RISC-V处理器篇
	定价	99.00
	出版社	人民邮电出版社
	版次	1
	出版时间	2018年05月
	开本	16开
	作者	胡振波
	装帧	平装-胶订
	页数	428
	字数
	ISBN编码	9787115480521
	重量

内容介绍
手把手教你设计CPU——RISC-V处理器篇 定价 99.00 出版社 人民邮电出版社 出版时间 2018年05月 开本 16开 作者 胡振波 页数 428 ISBN编码 9787115480521 本书是一本介绍通用CPU设计的入门书，以通俗的语言系统介绍了CPU和RISC-V架构，力求为读者揭开CPU设计的神秘面纱，打开计算机体系结构的大门。 本书共分为四部分。 第壹部分是CPU与RISC-V的综述，帮助初学者对CPU和RISC-V快速地建立起认识。 第2部分讲解如何使用Verilog设计CPU，使读者掌握处理器核的设计精髓。 第三部分主要介绍蜂鸟E203配套的SoC和软件平台，使读者实现蜂鸟E203 RISC-V处理器在FPGA原型平台上的运行。 第四部分是附录，介绍了RISC-V指令集架构，辅以作者加入的背景知识解读和注解，以便于读者理解。 本书不仅适合CPU或芯片设计相关从业者阅读使用，也适合作为大中专院校相关师生学习RISC-V处理器设计（使用Verilog语言）和CPU设计的指导用书。

目录

第 一部分  CPU与RISC-V综述

第 1章  一文读懂CPU之三生三世 2

1.1　眼看他起高楼，眼看他宴宾客，眼看他楼塌了——CPU众生相 3

1.1.1  ISA——CPU的灵魂 4

1.1.2  CISC与RISC 5

1.1.3  32位与64位架构 6

1.1.4  ISA众生相 6

1.1.5  CPU的领域之分 10

1.2　ISA请扛起这口锅——为什么国产CPU尚未足够成功 12

1.2.1  MIPS系——龙芯和君正 12

1.2.2  x86系——北大众志、兆芯和海光 13

1.2.3  Power系——中晟宏芯 13

1.2.4  Alpha系——申威 14

1.2.5  ARM系——飞腾、华为海思、展讯和华芯通 14

1.2.6  背锅侠ISA 15

1.3　人生已是如此艰难，你又何必拆穿——CPU从业者的无奈 17

1.4　wu敌是多么寂寞——ARM统治着的世界 18

1.4.1  独乐乐与众乐乐——ARM公司的盈利模式 18

1.4.2  小个子有大力量——无处不在的Cortex-M系列 21

1.4.3  移动wang者——Cortex-A系列在手持设备领域的巨大成功 23

1.4.4  进击的巨人——ARM进军PC与服务器领域的雄心 25

1.5　东边日出西边雨，道是无晴却有晴——RISC-V登场 25

1.6　原来你是这样的“薯片”——ARM的免费计划 28

1.7　旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家——你也可以设计自己的处理器 28

第 2章  大道到简——RISC-V架构之魂 29

2.1　简单就是美——RISC-V架构的设计哲学 30

2.1.1  无病一身轻——架构的篇幅 30

2.1.2  能屈能伸——模块化的指令集 32

2.1.3  浓缩的都是精华——指令的数量 32

2.2　RISC-V指令集架构简介 33

2.2.1  模块化的指令子集 33

2.2.2  可配置的通用寄存器组 34

2.2.3  规整的指令编码 34

2.2.4  简洁的存储器访问指令 34

2.2.5  gao效的分支跳转指令 35

2.2.6  简洁的子程序调用 36

2.2.7  无条件码执行 37

2.2.8  无分支延迟槽 37

2.2.9  零开销硬件循环 38

2.2.10  简洁的运算指令 38

2.2.11  优雅的压缩指令子集 39

2.2.12  特权模式 40

2.2.13  CSR寄存器 40

2.2.14  中断和异常 40

2.2.15  矢量指令子集 40

2.2.16  自定制指令扩展 41

2.2.17  总结与比较 41

2.3　RISC-V软件工具链 42

2.4　RISC-V和其他开放架构有何不同 44

2.4.1  平民英雄——OpenRISC 44

2.4.2  豪门显贵——SPARC 44

2.4.3  名校优生——RISC-V 45

第3章  乱花渐欲迷人眼——盘点RISC-V商业版本与开源版本 46

3.1　各商业版本与开源版本综述 47

3.1.1  Rocket Core（开源） 47

3.1.2  BOOM Core（开源） 49

3.1.3  Freedom SoC（开源） 50

3.1.4  LowRISC SoC（开源） 50

3.1.5  PULPino Core and SoC（开源） 50

3.1.6  PicoRV32 Core（开源） 51

3.1.7  SCR1 Core（开源） 51

3.1.8  ORCA Core（开源） 51

3.1.9  Andes Core（商业IP） 52

3.1.10  Microsemi Core（商业IP） 52

3.1.11  Codasip Core（商业IP） 53

3.1.12  蜂鸟E200 Core与SoC（开源） 53

3.2　总结 53

第4章  开源RISC-V——蜂鸟E200系列超低功耗Core与SoC 54

4.1　与众不同的蜂鸟E200处理器 55

4.2　蜂鸟E200简介——蜂鸟虽小，五脏俱全 56

4.3　蜂鸟E200型号系列 57

4.4　蜂鸟E200性能指标 58

4.5　蜂鸟E200配套SoC 59

4.6　蜂鸟E200配置选项 60

 

第2部分  手把手教你使用Verilog设计CPU

 

第5章  先见森林，后观树木——蜂鸟E200设计总览和顶层介绍 65

5.1　处理器硬件设计概述 66

5.1.1  架构和微架构 66

5.1.2  CPU、处理器、Core和处理器核 66

5.1.3  处理器设计和验证的特点 66

5.2　蜂鸟E200处理器核设计哲学 67

5.3　蜂鸟E200处理器核RTL代码风格介绍 68

5.3.1  使用标准DFF模块例化生成寄存器 68

5.3.2  推荐使用assign语法替代if-else和case语法 70

5.3.3  其他若干注意事项 71

5.3.4  小结 72

5.4　蜂鸟E200模块层次划分 72

5.5　蜂鸟E200处理器核源代码 73

5.6　蜂鸟E200处理器核配置选项 73

5.7　蜂鸟E200处理器核支持的RISC-V指令子集 74

5.8　蜂鸟E200处理器流水线结构 74

5.9　蜂鸟E200处理器核顶层接口介绍 74

5.10　总结 77

第6章  流水线不是流水账——蜂鸟E200流水线介绍 78

6.1　处理器流水线概述 79

6.1.1  从经典的五级流水线说起 79

6.1.2  可否不要流水线——流水线和状态机的关系 81

6.1.3  深处种菱浅种稻，不深不浅种荷花——流水线的深度 81

6.1.4  向上生长——越来越深的流水线 82

6.1.5  向下生长——越来越浅的流水线 83

6.1.6  总结 83

6.2　处理器流水线中的乱序 83

6.3　处理器流水线中的反压 84

6.4　处理器流水线中的冲突 84

6.4.1  流水线中的资源冲突 84

6.4.2  流水线中的数据冲突 85

6.5　蜂鸟E200处理器的流水线 86

6.5.1  流水线总体结构 86

6.5.2  流水线中的冲突 87

6.6　总结 87

第7章  万事开头难吗—— 一切从取指令开始 88

7.1　取指概述 89

7.1.1  取指特点 89

7.1.2  如何快速取指 90

7.1.3  如何处理非对齐指令 91

7.1.4  如何处理分支指令 92

7.2　RISC-V架构特点对于取指的简化 97

7.2.1  规整的指令编码格式 97

7.2.2  指令长度指示码放于低位 97

7.2.3  简单的分支跳转指令 98

7.2.4  没有分支延迟槽指令 100

7.2.5  提供明确的静态分支预测依据 100

7.2.6  提供明确的RAS依据 101

7.3　蜂鸟E200处理器的取指实现 101

7.3.1  IFU总体设计思路 102

7.3.2  Mini-Decode 103

7.3.3  Simple-BPU分支预测 105

7.3.4  PC生成 109

7.3.5  访问ITCM和BIU 111

7.3.6  ITCM 115

7.3.7  BIU 116

7.4　总结 116

第8章  一鼓作气，执行力是关键——执行 117

8.1　执行概述 118

8.1.1  指令译码 118

8.1.2  指令执行 118

8.1.3  流水线的冲突 119

8.1.4  指令的交付 119

8.1.5  指令发射、派遣、执行、写回的顺序 119

8.1.6  分支解析 121

8.1.7  小结 121

8.2　RISC-V架构特点对于执行的简化 121

8.2.1  规整的指令编码格式 122

8.2.2  优雅的16位指令 122

8.2.3  精简的指令个数 122

8.2.4  整数指令都是两操作数 122

8.3　蜂鸟E200处理器的执行实现 123

8.3.1  执行指令列表 123

8.3.2  EXU总体设计思路 123

8.3.3  译码 124

8.3.4  整数通用寄存器组 130

8.3.5  CSR寄存器 133

8.3.6  指令发射派遣 134

8.3.7  流水线冲突、长指令和OITF 139

8.3.8  ALU 145

8.3.9  高性能乘除法 157

8.3.10  浮点单元 158

8.3.11  交付 159

8.3.12  写回 159

8.3.13  协处理器扩展 160

8.3.14  小结 160

第9章  善始者实繁，克终者盖寡——交付 161

9.1　处理器交付、取消、冲刷 162

9.1.1  处理器交付、取消、冲刷简介 162

9.1.2  处理器交付常见实现策略 163

9.2　RISC-V架构特点对于交付的简化 164

9.3　蜂鸟E200处理器交付硬件实现 164

9.3.1  分支预测指令的处理 165

9.3.2  中断和异常的处理 168

9.3.3  多周期执行指令的交付 169

9.3.4  小结 169

第 10章  让子弹飞一会儿——写回 170

10.1　处理器的写回 171

10.1.1  处理器写回功能简介 171

10.1.2  处理器写回常见策略 171

10.2　蜂鸟E200处理器的写回硬件实现 171

10.2.1  zui终写回仲裁 172

10.2.2  OITF和长指令写回仲裁 174

10.2.3  小结 177

第 11章  哈弗还是比亚迪——存储器架构 178

11.1　存储器架构概述 179

11.1.1  谁说处理器一定要有缓存 179

11.1.2  处理器一定要有存储器 180

11.1.3  ITCM和DTCM 182

11.2　RISC-V架构特点对于存储器访问指令的简化 183

11.2.1  仅支持小端格式 183

11.2.2  无地址自增自减模式 183

11.2.3  无“一次读多个数据”和“一次写多个数据”指令 183

11.3　RISC-V架构的存储器相关指令 184

11.3.1  Load和Store指令 184

11.3.2  Fence指令 184

11.3.3  “A”扩展指令 184

11.4　蜂鸟E200处理器存储器子系统硬件实现 185

11.4.1  存储器子系统总体设计思路 185

11.4.2  AGU 186

11.4.3  LSU 190

11.4.4  ITCM和DTCM 192

11.4.5  “A”扩展指令处理 195

11.4.6  Fence与Fence.I指令处理 200

11.4.7  BIU 202

11.4.8  ECC 202

11.4.9  小结 202

第 12章  黑盒子的窗口——总线接口单元BIU 203

12.1　片上总线协议概述 204

12.1.1  AXI 204

12.1.2  AHB 204

12.1.3  APB 205

12.1.4  TileLink 205

12.1.5  总结比较 205

12.2　自定义总线协议ICB 206

12.2.1  ICB总线协议简介 206

12.2.2  ICB总线协议信号 207

12.2.3  ICB总线协议时序 207

12.3　ICB总线的硬件实现 210

12.3.1  一主多从 210

12.3.2  多主一从 211

12.3.3  多主多从 212

12.4　蜂鸟E200处理器核BIU 212

12.4.1  BIU简介 212

12.4.2  BIU微架构 213

12.4.3  BIU源码分析 214

12.5　蜂鸟E200处理器SoC总线 214

12.5.1  SoC总线简介 215

12.5.2  SoC总线微架构 215

12.5.3  SoC总线源码分析 216

12.6　总结 216

第 13章  不得不说的故事——中断和异常 217

13.1　中断和异常概述 218

13.1.1  中断概述 218

13.1.2  异常概述 219

13.1.3  广义上的异常 219

13.2　RISC-V架构异常处理机制 221

13.2.1  进入异常 221

13.2.2  退出异常 224

13.2.3  异常服务程序 225

13.3　RISC-V架构中断定义 226

13.3.1  中断类型 226

13.3.2  中断屏蔽 228

13.3.3  中断等待 229

13.3.4  中断优先级与仲裁 230

13.3.5  中断嵌套 230

13.3.6  总结比较 231

13.4　RISC-V架构异常相关CSR寄存器 232

13.5　蜂鸟E200异常处理的硬件实现 232

13.5.1  蜂鸟E200处理器的异常和中断实现要点 232

13.5.2  蜂鸟E200处理器的异常类型 233

13.5.3  蜂鸟E200处理器对于mepc的处理 234

13.5.4  蜂鸟E200处理器的中断接口 234

13.5.5  蜂鸟E200处理器CLINT微架构及源码分析 235

13.5.6  蜂鸟E200处理器PLIC微架构及源码分析 238

13.5.7  蜂鸟E200处理器交付模块对中断和异常的处理 242

13.5.8  小结 245

第 14章  zui不起眼的，其实是zui难的——调试机制 246

14.1　调试机制概述 247

14.1.1  交互调试概述 247

14.1.2  跟踪调试概述 249

14.2　RISC-V架构的调试机制 249

14.2.1  调试器软件的实现 250

14.2.2  调试模式 250

14.2.3  调试指令 251

14.2.4  调试机制CSR 251

14.2.5  调试中断 251

14.3　蜂鸟E200调试机制的硬件实现 251

14.3.1  蜂鸟E200交互式调试概述 251

14.3.2  DTM模块 253

14.3.3  硬件调试模块 253

14.3.4  调试中断处理 257

14.3.5  调试机制CSR寄存器的实现 258

14.3.6  调试机制指令的实现 258

14.3.7  小结 259

第 15章  动如脱兔，静若处子——低功耗的诀窍 260

15.1　处理器低功耗技术概述 261

15.1.1  软件层面低功耗 261

15.1.2  系统层面低功耗 261

15.1.3  处理器层面低功耗 262

15.1.4  单元层面低功耗 262

15.1.5  寄存器层面低功耗 263

15.1.6  锁存器层面低功耗 264

15.1.7  SRAM层面低功耗 264

15.1.8  组合逻辑层面低功耗 264

15.1.9  工艺层面低功耗 265

15.2　RISC-V架构的低功耗机制 265

15.3　蜂鸟E200低功耗机制的硬件实现 265

15.3.1  蜂鸟E200系统层面低功耗 265

15.3.2  蜂鸟E200处理器层面低功耗 267

15.3.3  蜂鸟E200单元层面低功耗 269

15.3.4  蜂鸟E200寄存器层面低功耗 269

15.3.5  蜂鸟E200锁存器层面低功耗 272

15.3.6  蜂鸟E200 SRAM层面低功耗 273

15.3.7  蜂鸟E200组合逻辑层面低功耗 274

15.3.8  蜂鸟E200工艺层面低功耗 275

15.4　总结 275

第 16章  工欲善其事，必先利其器——RISC-V可扩展协处理器 276

16.1　专用领域架构DSA 277

16.2　RISC-V架构的可扩展性 278

16.2.1  RISC-V的预留指令编码空间 278

16.2.2  RISC-V的预定义的Custom指令 279

16.3　蜂鸟E200的协处理器接口EAI 279

16.3.1  EAI指令的编码 279

16.3.2  EAI接口信号 280

16.3.3  EAI流水线接口 281

16.3.4  EAI存储器接口 282

16.3.5  EAI接口时序 283

16.4　蜂鸟E200的协处理器参考示例 286

16.4.1  示例协处理器需求 286

16.4.2  示例协处理器指令 287

16.4.3  示例协处理器实现 288

16.4.4  示例协处理器性能 289

16.4.5  示例协处理器代码 290

 

第三部分  使用Verilog进行仿真和在FPGA SoC原型上运行软件

 

第 17章  冒个烟先——运行Verilog仿真测试 292

17.1　E200开源项目的代码层次结构 293

17.2　E200开源项目的测试用例 294

17.2.1  riscv-tests 自测试用例 294

17.2.2  编译ISA自测试用例 295

17.3　E200开源项目的测试平台（TestBench） 298

17.4　在Verilog TestBench中运行测试用例 299

第 18章  套上壳子上路——实现SoC和FPGA原型 302

18.1　Freedom E310 SoC简介 303

18.2　HBird-E200-SoC简介 304

18.2.1  HBird-E200-SoC组成结构 304

18.2.2  HBird-E200-SoC代码结构 309

18.3　HBird-E200-SoC FPGA原型平台 311

18.3.1  FPGA开发板 311

18.3.2  生成mcs文件烧写FPGA 314

18.3.3  JTAG调试器 317

18.3.4  FPGA原型平台DIY总结 320

18.4　蜂鸟E200专用FPGA开发板 320

第 19章  画龙点睛——运行和调试软件示例 321

19.1　Freedom-E-SDK平台简介 322

19.2　SIRV-E-SDK平台简介 323

19.2.1  SIRV-E-SDK简介 323

19.2.2  SIRV-E-SDK代码结构 324

19.3　使用SIRV-E-SDK运行示例程序 325

19.4　使用GDB和OpenOCD调试示例程序 328

19.5　Windows图形化IDE开发工具 331

第 20章  是骡子是马？拉出来遛遛——运行跑分程序 332

20.1　跑分程序简介 333

20.2　Dhrystone简介 333

20.3　运行Dhrystone Benchmark 335

20.4　CoreMark简介 337

20.5　运行CoreMark Benchmark 338

20.6　总结与比较 340

 

附录部分  RISC-V架构详述

 

附录A  RISC-V架构指令集介绍 342

附录B  RISC-V架构CSR寄存器介绍 374

附录C  RISC-V架构的PLIC介绍 384

附录D  存储器模型背景介绍 392

附录E  存储器原子操作指令背景介绍 397

附录F  RISC-V指令编码列表 400

附录G  RISC-V伪指令列表 404

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《深入探索CPU指令集架构与嵌入式系统设计：从原理到实践》 本书并非聚焦于特定的CPU型号或品牌，而是致力于为读者构建一个全面、深刻的CPU指令集架构（ISA）理解框架，并在此基础上，引导读者掌握现代嵌入式系统的设计精髓。我们将从最底层的逻辑门电路出发，逐步剖析CPU的每一个核心组成部分，阐述其工作原理，直至理解复杂的流水线技术、缓存一致性以及中断处理机制。更重要的是，本书将重点讲解RISC-V这一开放、免费的指令集架构，分析其设计的哲学、优势以及在各类应用场景下的潜力，并结合实际案例，指导读者如何基于RISC-V指令集进行处理器设计和优化。 第一部分：CPU核心原理与指令集架构解析 二进制世界的基石：逻辑门与数字电路 我们从最基础的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，理解它们如何在硬件层面实现计算。 学习组合逻辑和时序逻辑电路的设计，例如加法器、寄存器、多路选择器等，为理解CPU的构建打下基础。 深入理解二极管、三极管等半导体器件的工作原理，以及它们如何构成更复杂的集成电路。 探索布尔代数和卡诺图等简化逻辑电路的方法。 介绍微处理器中的基本单元，如算术逻辑单元（ALU）的设计和功能，以及如何通过控制信号指挥ALU执行不同的运算。 指令集架构（ISA）：CPU的语言 什么是ISA？ 详细阐述指令集架构作为CPU与软件之间的接口的重要性，它定义了CPU能够理解和执行的指令集、寄存器、寻址模式、内存模型等。 指令的构成： 分析一条指令的各个组成部分，如操作码（Opcode）、操作数（Operand）以及寻址方式。 不同ISA的演进： CISC（复杂指令集计算机） 的历史回顾与特点分析，例如x86架构的复杂性、指令数量庞大、变长指令等，理解其在桌面和服务器领域的应用。 RISC（精简指令集计算机） 的核心理念，如固定长度指令、少量寻址模式、大量通用寄存器、采用Load/Store架构等，阐述其在性能、功耗和设计简化方面的优势。 RISC-V指令集架构的深度剖析： RISC-V的哲学与目标： 讲解RISC-V作为开放、免费、可扩展指令集架构的诞生背景、设计理念（简单、模块化、可扩展性）。 RISC-V的核心指令集（RV32I/RV64I）： 详细介绍基础整型指令集，包括算术指令、逻辑指令、位移指令、分支指令、跳转指令、加载/存储指令等。 RISC-V的扩展标准： 深入解析常见的扩展，如M（整数乘除法）、A（原子操作）、F/D（单/双精度浮点数）、C（压缩指令）、V（矢量指令）等，理解它们如何为不同应用场景提供额外功能。 RISC-V的特权模式与中断： 讲解用户态、监控态、超级用户态等特权级别，以及中断和异常的处理机制，这对于操作系统和系统级软件至关重要。 RISC-V的汇编语言： 学习RISC-V汇编语言的语法，理解指令的编码方式，以及如何将高级语言编译成RISC-V汇编。 RISC-V在嵌入式领域的应用： 探讨RISC-V在微控制器、物联网设备、AI加速器等领域的成功案例和未来发展趋势。 CPU的内部结构与工作流程： 取指、译码、执行、访存、写回： 详细解析CPU的经典五级流水线工作流程，理解每个阶段的功能和数据通路。 指令流水线： 深入讲解流水线如何提高CPU的吞吐量，以及流水线冒险（结构冒险、数据冒险、控制冒险）的产生原因和解决方法（如气泡插入、转发、分支预测）。 寄存器文件： 理解寄存器文件作为CPU内部高速存储器的作用，以及其与内存的区别。 内存管理单元（MMU）： 讲解MMU在虚拟内存、内存保护和地址转换中的作用。 缓存（Cache）层次结构： L1, L2, L3缓存： 解释多级缓存的设计原理，以及如何通过提高数据访问局部性来提升CPU性能。 缓存一致性协议： 深入探讨MESI等缓存一致性协议，理解多核CPU环境中如何保证各个核心缓存中的数据一致性。 中断与异常处理： 详细分析中断和异常的产生机制、CPU如何响应以及中断向量表的概念。 第二部分：嵌入式系统设计与实践 嵌入式系统概述： 定义与特点： 阐述嵌入式系统的概念，包括其专用性、实时性、低功耗、集成度高等特点，并与通用计算系统进行对比。 典型应用领域： 涵盖消费电子、工业控制、汽车电子、医疗设备、通信设备等广泛的应用领域。 嵌入式系统的组成： 硬件（微处理器/微控制器、存储器、外围设备、传感器、执行器）和软件（固件、驱动程序、操作系统/实时操作系统、应用程序）。 微控制器（MCU）与微处理器（MPU）的选型与应用： MCU的特点与优势： 讲解MCU内部集成了CPU、内存和外设，适用于资源受限和成本敏感的场合，如Arduino、STM32等。 MPU的特点与优势： 讲解MPU通常需要外接内存和外设，性能更强，适用于复杂的操作系统和应用，如树莓派、高性能嵌入式SoC等。 如何根据项目需求选择合适的MCU/MPU： 考虑性能、功耗、成本、外设接口、开发生态等因素。 嵌入式硬件设计基础： 电源管理： 介绍低功耗设计技术，如动态电压频率调整（DVFS）、低功耗模式、电源域划分等。 时钟系统： 理解时钟源（晶振、PLL）、时钟树的设计和时钟分配。 复位系统： 掌握上电复位、外部复位、看门狗复位等。 接口设计： 串行接口： UART, SPI, I2C 的工作原理、信号时序和应用。 并行接口： GPIO 的配置和使用。 总线接口： PCI, PCIe, USB 的基本概念和工作方式。 其他常用接口： ADC/DAC, PWM, Timer 的原理和应用。 存储器接口： SDRAM, Flash (NAND/NOR) 的接口时序和驱动。 PCB设计考量： 信号完整性、电源完整性、热管理、布局布线原则。 嵌入式软件开发流程与工具链： 交叉编译： 理解交叉编译的概念，即在开发主机上编译生成在目标嵌入式系统上运行的代码。 集成开发环境（IDE）： 介绍常用的嵌入式IDE，如Keil MDK, IAR Embedded Workbench, VS Code (配合PlatformIO), Eclipse等。 编译器（GCC/Clang）： 学习如何使用C/C++编译器进行代码编译和优化。 链接器（ld）： 理解链接器如何将编译后的目标文件和库文件合并成可执行文件，以及链接脚本的作用。 调试器（GDB/JTAG/SWD）： 掌握使用硬件调试器进行代码调试，如设置断点、单步执行、查看内存和寄存器。 固件（Firmware）开发： 编写直接控制硬件的底层程序。 驱动程序开发： 为外围设备编写驱动，使上层软件能够与其交互。 实时操作系统（RTOS）在嵌入式系统中的应用： 什么是RTOS？ 讲解RTOS的核心概念，如任务（Task）、任务调度、任务间通信（IPC）、信号量、互斥锁、消息队列等。 RTOS的优势： 如何实现任务的并发执行、满足实时性要求、简化复杂系统的开发。 FreeRTOS, Zephyr, RT-Thread 等主流RTOS的介绍和应用： 讲解不同RTOS的特点、API以及如何进行移植和开发。 实时性保证： 深入探讨如何设计和实现满足严格实时性要求的系统，如硬实时与软实时的区别。 硬件抽象层（HAL）与中间件： HAL的作用： 讲解HAL如何提供一套标准化的接口，屏蔽底层硬件的差异，方便软件移植和复用。 中间件的引入： 介绍文件系统、网络协议栈（TCP/IP, LwIP）、图形库等常用中间件，以及它们如何加速嵌入式应用的开发。 嵌入式系统安全性： 硬件安全模块（HSM）： 介绍硬件级别的安全防护措施，如加密加速、安全存储、防篡改等。 软件安全： 代码安全审计、漏洞防范、安全通信协议的应用。 安全启动（Secure Boot）： 确保系统启动过程中加载的代码是可信的。 进阶主题与项目实践： SoC（System on Chip）设计概览： 了解现代SoC的构成，包括CPU核、GPU、DSP、ISP、内存控制器、各种外设接口等。 FPGA在嵌入式开发中的应用： 学习如何使用FPGA实现自定义硬件逻辑，例如为RISC-V处理器添加加速器。 嵌入式Linux系统开发： 介绍在嵌入式设备上运行Linux系统，包括Bootloader、Kernel配置、Root Filesystem构建以及应用开发。 动手实践项目： 通过实际的案例，例如设计一个简单的RISC-V控制器、开发一个基于RTOS的传感器数据采集系统、构建一个简单的物联网设备等，巩固所学知识。 本书将通过理论讲解、原理分析、案例研究和实践指导相结合的方式，帮助读者建立起扎实的CPU指令集架构和嵌入式系统设计知识体系。我们鼓励读者在阅读过程中，积极动手实践，通过模拟器、开发板等工具，亲身体验CPU的设计流程和嵌入式系统的开发过程，最终能够独立完成复杂的嵌入式系统设计任务。

评分☆☆☆☆☆

当我看到“系统介绍”这个词，我联想到的是整个计算机系统是如何运转的。我常常在思考，从我按下开机键的那一刻起，到我打开一个应用程序，这其中到底发生了什么？这本书的“系统介绍”部分，我希望能够看到对整个计算机系统架构的全面概述。这应该包括硬件和软件的协同工作，比如操作系统在其中扮演的角色，应用程序是如何运行在操作系统之上的。我期待它能讲解CPU、内存、硬盘、显卡等主要硬件组件是如何相互配合的，以及它们如何通过总线进行通信。我也希望它能对操作系统的一些核心概念进行介绍，比如进程管理、内存管理、文件系统等。如果能够结合一些实际的例子，比如讲解一个文件是如何从硬盘读取到内存，然后被CPU处理，最后显示在屏幕上的，那将极大地帮助我理解。我希望这本书能帮助我建立起一个完整的计算机系统模型，让我对计算机的运作有一个更宏观、更系统的认识。

评分☆☆☆☆☆

RISC-V处理器之所以吸引我，是因为它开源的特性，这让我看到了未来计算机硬件设计无限的可能性。作为一名对“CPU设计”这个概念充满好奇的读者，我一直觉得CPU是计算机的大脑，其设计过程神秘而复杂。这本书的“RISC-V处理器篇”让我觉得这是一个绝佳的切入点，能够让我一窥CPU设计的究竟。“手把手教你设计CPU”这句话，让我对学习过程充满了信心，我希望它能从最基本的指令集架构（ISA）讲起，解释RISC-V的优势和特点，比如它的精简指令集设计理念。我期待书中能详细讲解CPU的各个组成部分，比如取指令单元、译码单元、执行单元、写回单元等，以及它们是如何协同工作的。同时，我也希望能够看到一些关于Verilog或VHDL等硬件描述语言的介绍，以及如何利用这些语言来描述和实现CPU的逻辑。这本书能否包含一些简单的CPU设计实例，并指导读者如何进行仿真和验证，那就太棒了。我希望通过这本书，能够对CPU的工作原理有一个宏观的认识，甚至能够尝试设计一个简单的RISC-V核心。

评分☆☆☆☆☆

“正版”这个前缀在书名中显得尤为重要，它直接传达了书籍的权威性和可靠性。在如今充斥着各种学习资料的时代，能够找到一本真正经过精心编写、内容准确的图书，是我的首要考量。我非常看重书籍的严谨性，尤其是在技术类书籍中，一个细微的错误可能就会误导读者。这本书的“正版”认证，让我对其内容的质量有了初步的信任。我期望它能够涵盖我之前提到的所有技术点，并且能够做到深入浅出，既有理论的高度，又有实践的指导。我不希望看到那些东拼西凑、泛泛而谈的内容。我希望这本书的作者是一位经验丰富的技术专家，能够将复杂的概念用清晰、逻辑性强的方式呈现出来。我期待它能够成为我学习计算机技术道路上的一本“圣经”，能够反复研读，并且在遇到问题时，都能从中找到答案和启发。最终，我希望通过阅读这本书，能够真正提升我在计算机硬件、网络和处理器设计方面的知识和技能，为我未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在信息爆炸的时代，能够系统地学习计算机网络的基础知识，并将其与硬件知识结合起来，这对我来说具有特殊的意义。我一直觉得，现代生活几乎离不开网络，但对网络连接背后的原理却知之甚少。这本书的标题让我看到了将这两者结合的可能性。“计算机网络”这一部分，我期望能够看到对TCP/IP协议栈的详细讲解，比如IP地址、子网掩码、路由器的工作原理，还有DNS解析过程。我希望它能用通俗易懂的比喻来解释这些概念，而不是枯燥的术语堆砌。同时，我希望它能将网络概念与物理连接联系起来，比如网线、网卡、交换机、路由器这些硬件设备在网络通信中扮演的角色，以及它们之间是如何协同工作的。比如，当我的Wi-Fi信号不好时，这本书能否帮助我理解是路由器的问题、网卡的问题，还是信号传输路径上的障碍？我希望通过这本书，能够更深入地理解家庭网络、办公网络的搭建和故障排除，甚至是对一些简单的局域网配置有更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计让我眼前一亮，简洁的配色和醒目的书名，在书架上立刻吸引了我的目光。我一直对计算机底层技术很感兴趣，尤其是在经历了多次电脑硬件故障后，更渴望能深入了解这些“幕后英雄”。看到“硬件外部设备维修”这个关键词，我脑海里立刻浮现出自己曾经因为打印机卡纸、鼠标失灵而束手无策的场景。这本书承诺“手把手教你”，这对于我这样动手能力相对较弱的读者来说，简直是福音。我非常期待书中能够提供清晰的图示和步骤，讲解如何诊断和解决常见的硬件问题，比如如何拆卸、清洁、更换零部件，甚至是一些基础的电路排查。我希望它能从最基础的USB接口、电源适配器，一直讲到更复杂的内部组件，比如内存条、硬盘的维护。而且，如果能涵盖一些常用工具的使用方法和注意事项，那就更完美了。我希望能学到一些实用的技巧，不仅仅是理论知识，更能真正动手解决问题，省下维修费用，更重要的是，体验到自己动手解决难题的成就感。