微处理器设计

微处理器设计

本书作为微处理器设计和实现领域的入门介绍。它面向计算机科学或计算机或电气工程专业的学生，这些学生正在攻读本科三年级或四年级。虽然本书的重点将放在微处理器上，但许多概念也适用于其他ASIC设计任务。

读者应具备数字电路方面的预备知识，并可能具备半导体方面的一些背景知识，尽管这不是严格要求的。读者还应该至少了解一种汇编语言。了解高级语言，如C或C++也可能有用，但不是必需的。关于软核设计的章节将需要具备可编程逻辑的预备知识，以及至少一种HDL（硬件描述语言）的预备知识。

目录

• 介绍

微处理器基础

• 基本理论
• 微处理器
• 计算机体系结构
• 指令集体系结构
• 内存
• 控制和数据通路
• 性能
• 汇编语言
• 设计步骤

微处理器组件

• 基本组件
• 程序计数器
• 指令解码器
• 寄存器文件
• 存储单元
• 算术逻辑单元
• 浮点运算单元
• 控制单元

算术逻辑单元设计

• 加法和减法块
• 移位和旋转块
• 乘法和除法块
• 算术逻辑单元标志

设计范式

• 单周期处理器
• 多周期处理器
• 流水线处理器
• 超标量处理器
• VLIW处理器
• 矢量处理器
• 多核处理器

执行问题

• 异常
• 中断
• 冒险
• 嵌入式系统

基准测试和优化

• 性能指标
• 基准测试
• 优化
• 代码密度

并行处理

• 多核系统
• 内存级并行 (MLP)
• 乱序执行 (OOOE)

支持软件

• 汇编器
• 模拟器
• 解释器
• 编译器
• 操作系统（包括实时操作系统）

微处理器生产

• FPGA
• 绕线
• 光刻
• 插座和接口

高级主题

• 微代码
• 寄存器重命名
• 缓存
• 虚拟内存
• 功耗
• GPU

资源和许可

• 资源
• 许可