具体描述
揭开CPU的神祕面纱，帮助您深入了解电脑的组成原理与系统架构
介绍从无到有打造处理器的开发过程
介绍从无到有打造处理器的开发过程
本书将带领您使用Verilog HDL 设计实现一款兼容MIPS32指令集架构的处理器：OpenMIPS。
全书共分为三篇。第一篇是理论篇，介绍了指令集架构、Verilog HDL的相关知识。第二篇是基础篇，採用增量模型，实现了教学版OpenMIPS处理器。首先实现了仅能执行一道指令的处理器，从这个最简单的情况出发，逐步实现逻辑操作指令、移位操作指令、空指令、移动操作指令、算术操作指令、转移指令、加载储存指令、协处理器存取指令、异常相关指令，逐步完成教学版OpenMIPS处理器。第三篇是进阶篇，透过为教学版OpenMIPS加上Wishbone总线接口，从而实现了实践版OpenMIPS处理器，并与SDRAM控制器、GPIO模块、Flash控制器、UART控制器、Wishbone总线互联矩阵等模块组成一个小型SOPC，然后下载到FPGA晶片以验证实现效果，最后为实践版OpenMIPS处理器移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II。
著者信息
作者简介
雷思磊
理工男，好静，倡导低碳生活，常以环保人士自居，喜读书，自幼笃信「博观而约取，厚积而薄发」。是故，所读书籍甚为驳杂，年近而立，尚不确定根本兴趣目标，一日，驻足书架之前，细览所读书籍，惊觉随岁月增长，关注点依次从程式设计、作业系统、驱动程式设计转移至处理器结构，此一脉络极其清晰，遂如醍醐灌顶，幡然醒悟，原来根本兴趣目标在「底层」，在于从根本上理解世界之运行，遂耗数年时间钻研处理器工作原理，乃有些微收获，拙作当为数年辛苦之小结，然学无止境，科技发展亦日新月异，唯有持续钻研，方能大成，屈子曰：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。此言甚是，余定谨记而遵行之。
雷思磊
理工男，好静，倡导低碳生活，常以环保人士自居，喜读书，自幼笃信「博观而约取，厚积而薄发」。是故，所读书籍甚为驳杂，年近而立，尚不确定根本兴趣目标，一日，驻足书架之前，细览所读书籍，惊觉随岁月增长，关注点依次从程式设计、作业系统、驱动程式设计转移至处理器结构，此一脉络极其清晰，遂如醍醐灌顶，幡然醒悟，原来根本兴趣目标在「底层」，在于从根本上理解世界之运行，遂耗数年时间钻研处理器工作原理，乃有些微收获，拙作当为数年辛苦之小结，然学无止境，科技发展亦日新月异，唯有持续钻研，方能大成，屈子曰：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。此言甚是，余定谨记而遵行之。
图书目录
第1章 处理器与MIPS
介绍目前主流的指令集架构，由于OpenMIPS採用MIPS32指令集架构，所以本章将特别着重MIPS32指令集架构的说明。
第2章 可程式设计逻辑装置与Verilog HDL
介绍了FPGA、Verilog HDL的基础知识，FPGA是可程式设计逻辑装置的一种，本书的实践版OpenMIPS处理器就将在FPGA上执行。
第3章 教学版OpenMIPS 处理器蓝图
介绍了教学版OpenMIPS处理器的设计蓝图，包括设计目标、处理器介面，以及最终完成时组成OpenMIPS的各个模组的作用。
第4章 第一条指令ori 的实现
实现了OpenMIPS处理器的第一道指令ori，之所以选择这条指令作爲第一道指令，就是因爲它够简单，指令ori用来实现逻辑“或”运算，透过这道简单指令的实现，初步建立了OpenMIPS的五阶管线架构。
第5章 逻辑、移位操作与空指令的实现
讨论并解决了管线资料的相依问题，然后修改第4章的OpenMIPS，实现了MIPS32指令集架构中定义的逻辑、移位操作与空指令。
第6章 移动操作指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的移动操作指令。
第7章 算术操作指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的算术操作指令。
第8章 转移指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的转移指令，OpenMIPS支援延迟转移。
第9章 载入储存指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的载入储存指令。
第10章 协同处理器存取指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的协同处理器CP0，以及协同处理器存取指令。
第11章 异常相关指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的异常相关指令，并实现了异常处理。
在每一类指令的实现程式中，都是先介绍该类指令的格式、作用和用法，然后介绍实现思路，接着透过修改程式码实现该类指令，最后，编写测试程式，使用模拟的方式验证实现的正确性。
第12章 实践版OpenMIPS处理器设计与实现
介绍在教学版OpenMIPS处理器的基础上，透过Wishbone汇流排介面模组的加入，实现了实践版OpenMIPS处理器。
第13章 基于实践版OpenMIPS的小型SOPC
讲述设计实现了基于实践版OpenMIPS处理器的小型可程式设计系统单晶片SOPC的整个过程。
第14章 验证实践版OpenMIPS处理器
将第13章实作的小型SOPC下载到实际的硬体平台上，编写测试程式，验证实践版OpenMIPS处理器实现的正确性。
第15章 为OpenMIPS 处理器移植μC/OS-II
介绍了嵌入式即时作业系统μC/OS-II，并将其移植到本书设计的OpenMIPS处理器上，进一步验证了实践版OpenMIPS处理器实现的正确性，也爲OpenMIPS处理器发挥实际作用奠定了基础。
介绍目前主流的指令集架构，由于OpenMIPS採用MIPS32指令集架构，所以本章将特别着重MIPS32指令集架构的说明。
第2章 可程式设计逻辑装置与Verilog HDL
介绍了FPGA、Verilog HDL的基础知识，FPGA是可程式设计逻辑装置的一种，本书的实践版OpenMIPS处理器就将在FPGA上执行。
第3章 教学版OpenMIPS 处理器蓝图
介绍了教学版OpenMIPS处理器的设计蓝图，包括设计目标、处理器介面，以及最终完成时组成OpenMIPS的各个模组的作用。
第4章 第一条指令ori 的实现
实现了OpenMIPS处理器的第一道指令ori，之所以选择这条指令作爲第一道指令，就是因爲它够简单，指令ori用来实现逻辑“或”运算，透过这道简单指令的实现，初步建立了OpenMIPS的五阶管线架构。
第5章 逻辑、移位操作与空指令的实现
讨论并解决了管线资料的相依问题，然后修改第4章的OpenMIPS，实现了MIPS32指令集架构中定义的逻辑、移位操作与空指令。
第6章 移动操作指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的移动操作指令。
第7章 算术操作指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的算术操作指令。
第8章 转移指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的转移指令，OpenMIPS支援延迟转移。
第9章 载入储存指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的载入储存指令。
第10章 协同处理器存取指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的协同处理器CP0，以及协同处理器存取指令。
第11章 异常相关指令的实现
介绍并实作MIPS32指令集架构中定义的异常相关指令，并实现了异常处理。
在每一类指令的实现程式中，都是先介绍该类指令的格式、作用和用法，然后介绍实现思路，接着透过修改程式码实现该类指令，最后，编写测试程式，使用模拟的方式验证实现的正确性。
第12章 实践版OpenMIPS处理器设计与实现
介绍在教学版OpenMIPS处理器的基础上，透过Wishbone汇流排介面模组的加入，实现了实践版OpenMIPS处理器。
第13章 基于实践版OpenMIPS的小型SOPC
讲述设计实现了基于实践版OpenMIPS处理器的小型可程式设计系统单晶片SOPC的整个过程。
第14章 验证实践版OpenMIPS处理器
将第13章实作的小型SOPC下载到实际的硬体平台上，编写测试程式，验证实践版OpenMIPS处理器实现的正确性。
第15章 为OpenMIPS 处理器移植μC/OS-II
介绍了嵌入式即时作业系统μC/OS-II，并将其移植到本书设计的OpenMIPS处理器上，进一步验证了实践版OpenMIPS处理器实现的正确性，也爲OpenMIPS处理器发挥实际作用奠定了基础。
图书序言
图书试读
None
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