《自己动手写CPU》下载

leon1984

 

《自己动手写CPU》                                                                       全书共15章，分为三部分，第一部分是理论篇，包含第1-2章，介绍了指令集架构、Verilog HDL的相关知识。第二部分是基础篇，包含第3-11章，采用增量模型，实现了教学版OpenMIPS处理器。第三部分是进阶篇，包含第12-15章，实现了实践版OpenMIPS处理器，并为其移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II。每章的主要内容如下。                           第一部分 理论篇                                第1章给出了计算机的简单组成模型、简单使用模型，对比了RISC与CISC，说明了指令集架构的作用，并列举了目前几种主要的指令集架构，由于OpenMIPS采用的是MIPS32指令集架构，所以本章后半部分重点介绍了MIPS32指令集架构。                   第2章介绍了FPGA、Verilog HDL的基础知识，FPGA是可编程逻辑器件的一种，本书的实践版OpenMIPS处理器就将在FPGA上运行。                          第二部分 基础篇                                第3章介绍了教学版OpenMIPS处理器的设计蓝图，包括设计目标、处理器接口，以及最终完成时，组成OpenMIPS的各个模块的作用，力图使读者有一个整体认识。并在本章详述了OpenMIPS处理器的实现方法。                   第4章实现了OpenMIPS处理器的第一条指令ori，之所以选择这条指令作为我们实现的第一条指令，就因为它足够简单，指令ori用来实现逻辑“或”运算，通过这条简单指令的实现，初步建立了OpenMIPS的五级流水线结构，后续章节实现其余指令的时候，都是在这个初步建立的流水线结构基础上进行扩充。本章还建立了用于测试的小型SOPC，并通过ModelSim仿真验证ori指令、五级流水线实现的正确与否。                   第5章讨论并解决了流水线数据相关问题，然后修改前一章的OpenMIPS，添加实现了MIPS32指令集架构中定义的逻辑、移位操作与空指令。                   第6章添加实现了MIPS32指令集架构中定义的移动操作指令。                   第7章添加实现了MIPS32指令集架构中定义的算术操作指令。                   第8章添加实现了MIPS32指令集架构中定义的转移指令，OpenMIPS支持延迟转移。                   第9章添加实现了MIPS32指令集架构中定义的加载存储指令。第10章添加实现了MIPS32指令集架构中定义的协处理器CP0，以及协处理器访问指令。                   第11章添加实现了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过程中，都是先介绍该类指令的格式、作用、用法，然后介绍实现思路，接着通过修改代码实现该类指令，最后，编写测试程序，使用仿真的方式验证实现的正确性。                           第三部分 进阶篇                                第12章在教学版OpenMIPS处理器的基础上，通过添加Wishbone总线接口模块，实现了实践版OpenMIPS处理器。                   第13章设计实现了基于实践版OpenMIPS处理器的小型可编程片上系统SOPC。该SOPC包括GPIO、UART控制器、Flash控制器、SDRAM控制器等模块，这些模块都具有Wishbone总线接口，与OpenMIPS处理器一起挂接在Wishbone总线互联矩阵上。                   第14章将上一章实现的小型SOPC下载到实际的硬件平台上，编写测试程序，验证实践版OpenMIPS处理器实现的正确性。                   第15章介绍了嵌入式实时操作系统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，也为OpenMIPS处理器发挥实际作用奠定了基础。