热搜关键词: 手机硬件物联网芯片封装C语言

pdf

数字设计和计算机体系结构(原书第2版)

  • 1星
  • 2022-07-19
  • 108.38MB
  • 需要1积分
  • 10次下载
  • favicon收藏
  • rep举报
  • free评论
标签: 数字设计

数字设计

本书以一种流行的方式介绍了从计算机组织和设计到更细节层次的内容,涵盖了数字逻辑设计的主要内容,展示了使用VHDL和Verilog这两种主要硬件描述语言设计MIPS处理器的技术细节,并通过MIPS微处理器的设计强化数字逻辑的概念。本书的典型特色是将数字逻辑和计算机体系结构融合,教学内容反映了当前数字电路设计的主流方法,并突出计算机体系结构的工程特点,书中的大量示例及习题也可以加强读者对基本概念和技术的理解和记忆。

Digital  Design  and  Computer  Architecture,Second  Edition

出版者的话

译者序

本书赞誉

前言

第1章二进制1

1.1课程计划1

1.2控制复杂性的艺术1

1.2.1抽象1

1.2.2约束2

1.2.3三Y原则3

1.3数字抽象3

1.4数制4

1.4.1十进制数4

1.4.2二进制数5

1.4.3十六进制数6

1.4.4字节、半字节和全字7

1.4.5二进制加法8

1.4.6有符号的二进制数8

1.5逻辑门10

1.5.1非门11

1.5.2缓冲器11

1.5.3与门11

1.5.4或门11

1.5.5其他两输入逻辑门11

1.5.6多输入门12

1.6数字抽象13

1.6.1电源电压13

1.6.2逻辑电平13

1.6.3噪声容限13

1.6.4直流电压传输特性14

1.6.5静态约束15

1.7CMOS晶体管*16

1.7.1半导体16

1.7.2二极管17

1.7.3电容17

1.7.4nMOS和pMOS晶体管17

1.7.5CMOS非门19

1.7.6其他CMOS逻辑门19

1.7.7传输门20

1.7.8类nMOS逻辑20

1.8功耗*21

1.9总结和展望22

习题22

面试问题28

第2章组合逻辑设计29

2.1引言29

2.2布尔表达式31

2.2.1术语31

2.2.2与或式31

2.2.3或与式32

2.3布尔代数33

2.3.1公理33

2.3.2单变量定理33

2.3.3多变量定理34

2.3.4定理的统一证明方法35

2.3.5等式化简36

2.4从逻辑到门37

2.5多级组合逻辑39

2.5.1减少硬件39

2.5.2推气泡40

2.6X和Z41

2.6.1非法值X41

2.6.2浮空值Z41

2.7卡诺图42

2.7.1画圈的原理43

2.7.2卡诺图化简逻辑44

2.7.3无关项46

2.7.4小结47

2.8组合逻辑模块47

2.8.1复用器47

2.8.2译码器50

2.9时序51

2.9.1传播延迟和最小延迟51

2.9.2毛刺54

2.10总结55

习题55

面试问题60

第3章时序逻辑设计61

3.1引言61

3.2锁存器和触发器61

3.2.1SR锁存器62

3.2.2D锁存器63

3.2.3D触发器64

3.2.4寄存器64

3.2.5带使能端的触发器65

3.2.6带复位功能的触发器65

3.2.7晶体管级锁存器和触发器的设计*66

3.2.8小结66

3.3同步逻辑设计67

3.3.1一些有问题的电路67

3.3.2同步时序电路68

3.3.3同步电路和异步电路70

3.4有限状态机70

3.4.1有限状态机设计实例70

3.4.2状态编码74

3.4.3Moore型状态机和Mealy型状态机76

3.4.4状态机的分解79

3.4.5由电路图导出状态机80

3.4.6有限状态机小结82

3.5时序逻辑的时序82

3.5.1动态约束83

3.5.2系统时序83

3.5.3时钟偏移*87

3.5.4亚稳态88

3.5.5同步器89

3.5.6分辨时间的推导*90

3.6并行92

3.7总结94

习题95

面试问题100

第4章硬件描述语言101

4.1引言101

4.1.1模块101

4.1.2硬件描述语言的起源101

4.1.3模拟和综合102

4.2组合逻辑104

4.2.1位运算符104

4.2.2注释和空白104

4.2.3缩位运算符106

4.2.4条件赋值106

4.2.5内部变量106

4.2.6优先级109

4.2.7数字109

4.2.8Z和X110

4.2.9位混合111

4.2.10延迟112

4.3结构化建模113

4.4时序逻辑115

4.4.1寄存器115

4.4.2复位寄存器115

4.4.3带使能端的寄存器116

4.4.4多寄存器116

4.4.5锁存器119

4.5更多组合逻辑119

4.5.1case语句120

4.5.2if语句122

4.5.3带有无关项的真值表122

4.5.4阻塞赋值和非阻塞赋值124

4.6有限状态机127

4.7数据类型*130

4.7.1SystemVerilog130

4.7.2VHDL131

4.8参数化模块*133

4.9测试程序135

4.10总结138

习题138

面试问题145

第5章数字模块146

5.1引言146

5.2算术电路146

5.2.1加法146

5.2.2减法151

5.2.3比较器152

5.2.4算术逻辑单元153

5.2.5移位器和循环移位器154

5.2.6乘法*155

5.2.7除法*156

5.2.8补充阅读156

5.3数制157

5.3.1定点数157

5.3.2浮点数*157

5.4时序电路模块160

5.4.1计数器160

5.4.2移位寄存器160

5.5存储器阵列162

5.5.1概述162

5.5.2动态随机访问存储器164

5.5.3静态随机访问存储器165

5.5.4面积和延迟165

5.5.5寄存器文件165

5.5.6只读存储器165

5.5.7使用存储器阵列的逻辑167

5.5.8存储器HDL167

5.6逻辑阵列168

5.6.1可编程逻辑阵列169

5.6.2现场可编程逻辑门阵列169

5.6.3阵列实现*173

5.7总结174

习题174

面试问题180

第6章体系结构181

6.1引言181

6.2汇编语言182

6.2.1指令182

6.2.2操作数:寄存器、存储器和常数183

6.3机器语言187

6.3.1R类型指令187

6.3.2l类型指令188

6.3.3J类型指令189

6.3.4解释机器语言代码189

6.3.5存储程序189

6.4编程190

6.4.1算术/逻辑指令190

6.4.2分支193

6.4.3条件语句194

6.4.4循环195

6.4.5数组197

6.4.6函数调用200

6.5寻址方式206

6.6编译、汇编和装入208

6.6.1内存映射208

6.6.2转换成二进制代码和开始执行程序209

6.7其他主题*211

6.7.1伪指令211

6.7.2异常212

6.7.3有符号指令和无符号指令212

6.7.4浮点指令213

6.8从现实世界看:x86结构*214

6.8.1x86寄存器215

6.8.2x86操作数215

6.8.3状态标志216

6.8.4x86指令集216

6.8.5x86指令编码218

6.8.6x86的其他特性219

6.8.7小结219

6.9总结219

习题220

面试问题227

第7章微体系结构228

7.1引言228

7.1.1体系结构状态和指令集228

7.1.2设计过程229

7.1.3MIPS微体系结构230

7.2性能分析230

7.3单周期处理器231

7.3.1单周期数据路径231

7.3.2单周期控制235

7.3.3更多指令237

7.3.4性能分析239

7.4多周期处理器240

7.4.1多周期数据路径240

7.4.2多周期控制244

7.4.3更多指令252

7.4.4性能分析254

7.5流水线处理器255

7.5.1流水线数据路径257

7.5.2流水线控制258

7.5.3冲突258

7.5.4更多指令269

7.5.5性能分析269

7.6硬件描述语言表示*270

7.6.1单周期处理器270

7.6.2通用模块274

7.6.3基准测试程序276

7.7异常*279

7.8高级微体系结构*281

7.8.1深流水线282

7.8.2分支预测282

7.8.3超标量处理器284

7.8.4乱序处理器285

7.8.5寄存器重命名287

7.8.6单指令流多数据288

7.8.7多线程288

7.8.8同构多处理器289

7.8.9异构多处理器289

7.9从现实世界看:x86微体系结构*290

7.10总结295

习题296

面试问题300

第8章存储器和输入/输出系统301

8.1引言301

8.2存储器系统性能分析304

8.3高速缓存305

8.3.1高速缓存中存放的数据305

8.3.2高速缓存中的数据查找305

8.3.3数据的替换311

8.3.4高级高速缓存设计*312

8.3.5MIPS高速缓存的发展*314

8.4虚拟存储器315

8.4.1地址转换316

8.4.2页表317

8.4.3转换后备缓冲器318

8.4.4存储器保护319

8.4.5替换策略*319

8.4.6多级页表*319

8.5I/O简介321

8.6嵌入式I/O系统322

8.6.1PIC32MX675F512H微控制器322

8.6.2通用数字I/O326

8.6.3串行I/O328

8.6.4计时器336

8.6.5中断337

8.6.6模拟I/O339

8.6.7其他微控制器外设343

8.7PC  I/O系统358

8.7.1USB359

8.7.2PCI和PCI  Express360

8.7.3DDR3内存360

8.7.4网络360

8.7.5SATA361

8.7.6连接到PC361

8.8从现实世界看:x86存储器和I/O系统*363

8.8.1x86高速缓存系统363

8.8.2x86虚拟存储器364

8.8.3x86可编程I/O365

8.9总结365

后记365

习题365

面试问题371

附录A数字系统实现372

附录BMIPS指令396

附录CC语言编程400

附录DMIPS处理器的FPGA实现433

补充阅读452

索引454

展开预览

推荐帖子 最新更新时间:2022-10-02 01:47

STEVAL-IDB007V1不处理DIO0~DIO3时电流不稳定的问题原因
在挑战赛的开发过程中遇到一个问题如果BlueNRG-1进入休眠模式时不对外部IO做处理的话电流会高低变化很不稳定高的时候能过到几毫安,低的时候9uA左右正常情况下BlueNRG-1休眠后加上传感器的待机电流总电流应该在10uA以下为正常以前遇到过类似问题是其它单片机由于单片机未使用的I/O没有做处理产生这次开始怀疑也是单片机I/O的问题,后来经过分析发现问题出现在LSM6DS3而不是BlueNRG
littleshrimp 意法半导体-低功耗射频
无线模块为什么要加屏蔽罩外壳?
        无线模块作为现代化物联网中最重要的一个环节,在市场上的可以说是非常受欢迎的。无线模块的种类也可以说是五花八门,各种功能的无线模块在市面上都逐一崭露头角。但是大家有注意到大部分无线模块都会带有一个金属外壳吗?又知道这个金属外壳对无线模块能起到什么作用吗?   无线模块上的金属外壳叫屏蔽罩,属于无线模块一个硬件设施之一,它的主要作用分为两个:   1. 防止无线模块工作时对外界产生
灞波儿奔 RF/无线
【GD32E503评测】玩转GD32E503-环境搭建
  收到开发板后,首先我们就需要点亮LED灯,那么我们就算入门了。 目前我使用的MDK版本是5.27,挺新的一个版本了,先前也开发过GD32E103/f103的芯片,用的也是这个版本,用着挺顺利。   第一步:安装packs,gd32e503的packs (在这里觉得这个mdk的自动安装packs好难装,好在官方提供了相应的packs,我们可以很快的安装)。
eew_YeKTCB 国产芯片交流
分享BLE的连接参数及其设置要点
1、连接参数      连接参数有Connection interval,Slave latency,Supervisor timeout这三个 Connection interval----1.25ms为单位,取值范围6~3200【即7.5ms~4s】 PS:不同系统及版本的手机对连接参数的要求不同,在连接的时候需要注意 Slave latency----0~499, 同
Jacktang 无线连接
如何检查与预防PCB电路板短路?
转自:印刷电路世界 pcb电路板短路是最为常见的问题,出现短路一般有两种情况,一种是pcb电路板已经达到了一定的使用年限。第二种情况就是pcb电路板生产中检查工作不到位等。但是这些生产中小小的失误,对整个pcb电路板的危害是很大的,很有可能造成报废情况。那么我们该如何检查和预防电路板短路,下面小编来给大家介绍一下。  1、 发现有短路现象。拿一块板来割线(特别适合单/双层板割线后将每部分功
ohahaha PCB设计
【esp8266 micropython】之四 micropython 中断教程
本帖最后由 Chocho 于 2017-3-7 17:59 编辑 外部中断mode:Pin.IN  输入       Pin.OUT 输出       value:输出电平       Pin.value([value])不带参数时是读取输入电平,带参数时是设置输出电平,参数是1/0.       Pin.irq(*,trigger, handler=None)      中断  
Chocho MicroPython开源版块

评论

nideyangzi123
挺好的一本书,很清晰推荐
2022-09-20 03:07:10
登录/注册

意见反馈

求资源

回顶部
查找数据手册?

EEWorld Datasheet 技术支持

热门活动

相关视频

可能感兴趣器件

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版 版权声明

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2022 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
×