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CPU芯片逻辑设计技术PDF电子书下载
- 电子书积分:13 积分如何计算积分?
- 作 者:朱子玉,李亚民编著
- 出 版 社:北京:清华大学出版社
- 出版年份:2005
- ISBN:7302097534
- 页数:353 页
目录 1
第1章 数字电路设计基础 1
1.1 布尔代数 2
1.2 逻辑表达式 3
1.2.1 真值表和逻辑化简 3
1.2.2 与或格式和或与格式 4
1.2.3 带有使能端的D触发器 5
1.3 逻辑门实现技术 5
1.3.1 晶体管开关 5
1.3.2 CMOS逻辑门 6
1.3.3 负逻辑系统 8
1.4 数字电路的实现方法 9
1.4.1 标准器件 9
1.4.2 用户可编程逻辑芯片——PLA,PAL,CPLD和FPGA 10
1.4.3 客户全定制芯片 15
1.4.4 客户半定制芯片——标准单元和门阵列 15
1.5 数字电路的开发过程 17
1.6 MAX+PLUSⅡ的使用方法 18
1.6.1 逻辑图输入 19
1.6.2 编译 21
1.6.3 功能模拟 22
1.6.4 生成电路的逻辑符号 25
1.7 AHDL,Verilog HDL和VHDL举例 27
第2章 CPU逻辑电路设计概述 31
2.1 二进制数的大小及计算结果的溢出判断 31
2.2 数据在存储器中的存放和数据对齐 33
2.3 MIPS指令集简介 34
2.4 CPU逻辑电路设计简介 40
2.4.1 单周期CPU简介 40
2.4.2 多周期CPU简介 41
2.4.3 流水线CPU简介 46
2.5.1 虚拟地址到物理地址的转换 49
2.5 存储器管理和TLB设计概述 49
2.5.2 快速地址转换表TLB 51
2.6 高速缓存Cache设计概述 52
2.6.1 Cache映射 52
2.6.2 Cache行替换 55
2.6.3 写策略 55
2.6.4 几种MIPS CPU的Cache构成 56
2.7 几种典型的MIPS CPU 57
第3章 MIPS指令 59
3.1 MIPS寄存器堆 60
3.2 指令格式 60
3.3.1 计算指令 61
3.3 CPU指令 61
3.3.2 数据传送(load/store)指令 70
3.3.3 转移及分支指令 75
3.3.4 协处理器指令 78
3.3.5 其他指令 80
3.4 小结 82
第4章 常用电路、算法及电路实现 83
4.1 逻辑运算器 83
4.1.1 逻辑与 83
4.1.3 逻辑或非 84
4.1.4 逻辑异或 84
4.1.2 逻辑或 84
4.2 常用电路 85
4.2.1 译码器 85
4.2.2 数据选择器 86
4.3 加减法器 88
4.3.1 32位加法器 88
4.3.2 32位减法器 94
4.3.3 32位加减法器 94
4.4 乘法器 95
4.4.1 32位无符号乘法器 95
4.4.2 32位乘法器 102
4.4.3 乘法并行阵列 108
4.4.4 Booth乘法算法 110
4.5 除法器 113
4.5.1 恢复余数法 113
4.5.2 不恢复余数法 115
4.5.3 有符号除法器 117
4.6 移位器 125
4.6.1 逻辑移位 125
4.6.2 算术移位 125
4.6.3 循环移位 126
4.7.1 首1计数器 127
4.7 首0/1计数器 127
4.7.2 首0计数器 131
4.8 比较器 131
4.9 ALU设计 132
4.10 小结 133
第5章 单周期CPU设计 135
5.1 指令描述 135
5.2 设计思路 137
5.2.1 R类型指令 142
5.2.2 I类型指令 142
5.2.3 J类型指令 145
5.3 寄存器堆设计 146
5.4 单周期CUP详细逻辑电路设计 150
5.4.1 取指令逻辑 151
5.4.2 指令译码逻辑 153
5.4.3 指令执行逻辑 157
5.4.4 存储器访问逻辑 160
5.4.5 结果写回逻辑 161
5.5 测试波形图 162
5.6 考虑延迟转移的单周期CPU设计 164
第6章 多周期CPU设计 167
6.1 无延迟转移功能的CPU 167
6.1.1 设计思路及数据路径 168
6.1.2 CPU的控制信号 172
6.2 带有延迟转移功能的CPU 175
6.2.1 控制部件设计 176
6.2.2 数据路径设计 185
6.2.3 多周期CPU整体逻辑电路 190
6.2.4 功能模拟波形图 190
6.3 性能分析 193
6.4 小结 193
第7章 系统控制协处理器的寄存器 195
7.1 CP0寄存器 195
7.2 CP0寄存器详细介绍 196
7.3 CP0寄存器实现 212
7.4 CP0寄存器堆读写 224
7.5 小结 225
第8章 存储管理 227
8.1 MIFS虚拟地址空间分配 227
8.2 MIPS TLB概述 229
8.3 地址转换 231
8.3.1 固定地址转换 231
8.3.2 块地址转换 233
8.3.3 基于TLB的地址转换 235
8.4.1 输入输出信号 241
8.4 TLB实现 241
8.4.2 TLB条目实现 242
8.4.3 TLB实现 242
8.5 存储管理实现 247
8.5.1 数据虚拟地址转换 248
8.5.2 指令虚拟地址转换 249
8.6 小结 250
第9章 中断和例外管理 251
9.1 中断 251
9.1.1 Reset例外、Soft Reset例外、NMI例外 251
9.1.2 普通外部中断 252
9.1.3 中断处理 254
9.2 例外 256
9.2.1 例外向量 256
9.2.2 通用例外处理 257
9.2.3 Reset例外处理 258
9.2.4 Soft Reset例外处理 261
9.2.5 NMI例外 261
9.2.6 MCheck例外 263
9.2.7 TLB Refill例外 263
9.2.9 TLB修改例外 264
9.2.8 TLB Invalid例外 264
9.2.10 整数溢出例外 266
9.2.11 System Call例外 266
9.2.12 Interrupt例外 266
9.3 例外处理流程实现 266
9.3.1 例外类型 266
9.3.2 例外处理 267
9.4 小结 275
第10章 流水线CPU设计 277
10.1 流水线寄存器 277
10.2.2 指令相关的解决方法 278
10.2.1 指令相关的类型 278
10.2 流水线CPU的指令相关问题 278
10.3 流水线CPU实现 284
10.3.1 IF阶段 284
10.3.2 ID阶段 286
10.3.3 EXE阶段 300
10.3.4 MEM阶段 301
10.3.5 WB阶段 304
10.4 系统和测试 305
10.4.1 中断程序 306
10.4.2 测试程序及数据 309
10.5.1 Cache的组成结构 311
10.4.3 测试结果 311
10.5 Cache设计 311
10.5.2 Cache操作 312
10.5.3 Cache实现 317
10.5.4 带Cache的流水线CPU设计 330
10.5.5 测试结果 337
10.6 小结 338
参考文献 339
索引 340
图索引 342
表索引 350
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 七年级 上 配人教版》周志英总主编 2019
- 《设计十六日 国内外美术院校报考攻略》沈海泯著 2018
- 《计算机辅助平面设计》吴轶博主编 2019
- 《高校转型发展系列教材 素描基础与设计》施猛责任编辑;(中国)魏伏一,徐红 2019
- 《景观艺术设计》林春水,马俊 2019
- 《程序逻辑及C语言编程》卢卫中,杨丽芳主编 2019
- 《高等教育双机械基础课程系列教材 高等学校教材 机械设计课程设计手册 第5版》吴宗泽,罗圣国,高志,李威 2018
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 九年级 上 配人教版》周志英总主编 2019
- 《Cinema 4D电商美工与视觉设计案例教程》樊斌 2019
- 《通信电子电路原理及仿真设计》叶建芳 2019
- 《市政工程基础》杨岚编著 2009
- 《家畜百宝 猪、牛、羊、鸡的综合利用》山西省商业厅组织技术处编著 1959
- 《《道德经》200句》崇贤书院编著 2018
- 《高级英语阅读与听说教程》刘秀梅编著 2019
- 《计算机网络与通信基础》谢雨飞,田启川编著 2019
- 《看图自学吉他弹唱教程》陈飞编著 2019
- 《法语词汇认知联想记忆法》刘莲编著 2020
- 《培智学校义务教育实验教科书教师教学用书 生活适应 二年级 上》人民教育出版社,课程教材研究所,特殊教育课程教材研究中心编著 2019
- 《国家社科基金项目申报规范 技巧与案例 第3版 2020》文传浩,夏宇编著 2019
- 《流体力学》张扬军,彭杰,诸葛伟林编著 2019
- 《大学计算机实验指导及习题解答》曹成志,宋长龙 2019
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 七年级 上 配人教版》周志英总主编 2019
- 《大学生心理健康与人生发展》王琳责任编辑;(中国)肖宇 2019
- 《大学英语四级考试全真试题 标准模拟 四级》汪开虎主编 2012
- 《大学英语教学的跨文化交际视角研究与创新发展》许丽云,刘枫,尚利明著 2020
- 《北京生态环境保护》《北京环境保护丛书》编委会编著 2018
- 《复旦大学新闻学院教授学术丛书 新闻实务随想录》刘海贵 2019
- 《大学英语综合教程 1》王佃春,骆敏主编 2015
- 《大学物理简明教程 下 第2版》施卫主编 2020
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 九年级 上 配人教版》周志英总主编 2019