計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的自主設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)的大量普及，極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步。但是，您是否覺(jué)得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)神秘至極？本書將為您打開計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的神秘之門，教您如何去設(shè)計(jì)滿足自己需求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
　　本書的重點(diǎn)是講解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自主設(shè)計(jì)的方法，共分為四篇，全書以一個(gè)全部軟硬件均自主定義與設(shè)計(jì)的教學(xué)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為主線，詳細(xì)地介紹了自定義指令系統(tǒng)、CPU芯片、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言、編輯器、匯編器、編譯器、鏈接器、編程器，以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的完整開發(fā)流程，試圖讓讀者將往日所學(xué)到的零碎、割裂的知識(shí)通過(guò)書中的實(shí)例予以串聯(lián)整合，使讀者對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的本質(zhì)得以深入理解。

書籍目錄

第一篇 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成及自定義CPU芯片設(shè)計(jì)　　
　第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
　　1.1 從一個(gè)產(chǎn)品加工廠談起
　　1.2 計(jì)算機(jī)誕生及系統(tǒng)構(gòu)成
　　1.2.1 計(jì)算機(jī)誕生
　　1.2.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　1.3 計(jì)算機(jī)開發(fā)及運(yùn)行流程
　　1.3.1 計(jì)算機(jī)軟硬件開發(fā)流程
　　1.3.2 計(jì)算機(jī)運(yùn)行流程
　第2章 自定義指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　2.1 指令系統(tǒng)概述
　　2.1.1 指令系統(tǒng)基本概念
　　2.1.2 指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
　　2.1.3 指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
　　2.2 自定義指令系統(tǒng)
　　2.2.1 指令分類與指令功能選擇
　　2.2.2 指令格式與尋址方式
　　2.2.3 指令集
　　2.2.4 CPU芯片自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程
　第3章 HDL硬件描述語(yǔ)言
　　3.1 VHDL硬件描述語(yǔ)言
　　3.1.1 VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)
　　3.1.2 VHDL語(yǔ)言的基本要素
　　3.1.3 VHDL程序的常用描述語(yǔ)句
　　3.1.4 VHDL程序的常用描述方式
　　3.1.5 組合邏輯電路設(shè)計(jì)
　　3.1.6 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)
　　3.1.7 存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)
　　3.1.8 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
　　3.2 Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言
　　3.2.1 Verilog HDL語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)
　　3.2.2 Verilog HDL語(yǔ)言的基本要素
　　3.2.3 Verilog HDL程序的常用描述語(yǔ)句
　　3.2.4 Verilog HDL程序的常用描述方式
　　3.2.5 組合邏輯電路設(shè)計(jì)
　　3.2.6 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)
　　3.2.7 存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)
　　3.2.8 狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
　　3.3 VHDL和Verilog HDL語(yǔ)言的對(duì)應(yīng)關(guān)系
　第4章 QUARTUSⅡ開發(fā)工具
　　4.1 QUARTUSⅡ開發(fā)系統(tǒng)軟件使用入門
　　4.1.1 QUARTUSⅡ軟件安裝
　　4.1.2 QUARTUSⅡ平臺(tái)下的芯片開發(fā)流程
　　4.1.3 電子琴芯片設(shè)計(jì)實(shí)例
　　4.2 QUARTUSⅡ設(shè)計(jì)技巧
　　4.2.1 增量編譯
　　4.2.2 時(shí)序約束
　　4.2.3 邏輯鎖定
　　4.2.4 嵌入式邏輯分析儀
　　4.2.5 定制LPM_ROM
　　4.3 DSP Builder代碼自動(dòng)生成
　　4.3.1 DSP Builder代碼自動(dòng)生成流程
　　4.3.2 直接數(shù)字頻率合成器原理
　　4.3.3 DDS在MATLAB/Simulink中的建模與仿真
　　4.3.4 DDS在QUARTUSⅡ中的
　　FPGA實(shí)現(xiàn)
　第5章 自定義CPU——SCU芯片設(shè)計(jì)
　　5.1 SCU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　5.1.1 總線寬度設(shè)計(jì)
　　5.1.2 SCU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　5.2 SCU內(nèi)核設(shè)計(jì)
　　5.2.1 控制單元設(shè)計(jì)
　　5.2.2 運(yùn)算單元設(shè)計(jì)
　　5.2.3 寄存器堆設(shè)計(jì)
　　5.2.4 SCU內(nèi)核模塊連接
　　5.3 SCU片內(nèi)外設(shè)設(shè)計(jì)
　　5.3.1 中斷控制器INTERUPT設(shè)計(jì)
　　5.3.2 存儲(chǔ)器接口電路設(shè)計(jì)
　　5.3.3 I/O接口電路設(shè)計(jì)
　　5.4 SCU整體電路
　　5.5 SCU芯片實(shí)現(xiàn)
　第6章 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)開發(fā)與機(jī)器語(yǔ)言編程
　　6.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　6.1.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　6.1.2 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)
　　6.2 機(jī)器語(yǔ)言編程
　　6.2.1 機(jī)器程序開發(fā)流程
　　6.2.2 12位二進(jìn)制輸入電路測(cè)試程序
　　6.2.3 3位十進(jìn)制輸出電路測(cè)試程序
　　6.2.4 12位二進(jìn)制輸入電路測(cè)試程序
　　6.2.5 3位十進(jìn)制輸入電路測(cè)試程序
　　6.2.6 不同時(shí)鐘頻率對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的影響 　　
第二篇 軟件開發(fā)流程及自定義編程語(yǔ)言
　第7章 計(jì)算機(jī)軟件的硬件基礎(chǔ)
　　7.1 軟件概述
　　7.2 數(shù)據(jù)——加工對(duì)象
　　7.2.1 數(shù)據(jù)的硬件基礎(chǔ)
　　7.2.2 數(shù)據(jù)表達(dá)
　　7.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式
　　7.3 程序——加工流程
　　7.3.1 程序的硬件基礎(chǔ)
　　7.3.2 程序加工流程
　　7.3.3 程序的基本結(jié)構(gòu)及其開發(fā)流程
　　7.3.4 提高編程效率的有效途徑——子程序與庫(kù)
　第8章 自定義匯編語(yǔ)言——SCL語(yǔ)言
　　8.1 匯編語(yǔ)言概述
　　8.1.1 從機(jī)器語(yǔ)言到匯編語(yǔ)言
　　8.1.2 匯編語(yǔ)言組成
　　8.2 指令語(yǔ)句與偽指令設(shè)計(jì)
　　8.2.1 指令語(yǔ)句
　　8.2.2 偽指令
　　8.3 匯編語(yǔ)言結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　8.3.1 數(shù)據(jù)段與代碼段
　　8.3.2 子程序
　　8.3.3 中斷服務(wù)程序
　第9章 自定義高級(jí)語(yǔ)言——SCH語(yǔ)言
　　9.1 高級(jí)語(yǔ)言概述
　　9.1.1 高級(jí)語(yǔ)言與低級(jí)語(yǔ)言
　　9.1.2 高級(jí)語(yǔ)言組成
　　9.2 SCH語(yǔ)言基本成分設(shè)計(jì)
　　9.2.1 常量及變量
　　9.2.2 運(yùn)算與賦值
　　9.2.3 輸入/輸出
　　9.2.4 控制操作
　　9.3 SCH語(yǔ)言結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　9.3.1 程序結(jié)構(gòu)
　　9.3.2 子程序
　　9.4 SCH語(yǔ)言單詞與語(yǔ)法歸納 　
第三篇 工具軟件的自主開發(fā)
　第10章 C++開發(fā)語(yǔ)言與VC開發(fā)工具
　　10.1 熟悉VC++6.0軟件開發(fā)工具
　　10.1.1 VC++工具及幫助文檔MSDN
　　10.1.2 Windows應(yīng)用程序及VC編程流程
　　10.1.3 編寫第一個(gè)控制臺(tái)應(yīng)用程序
　　10.1.4 編寫第一個(gè)窗口應(yīng)用程序
　　10.1.5 程序調(diào)試及調(diào)試窗口觀察
　　10.2 C++語(yǔ)言基礎(chǔ)
　　10.2.1 C++語(yǔ)言組成與程序結(jié)構(gòu)
　　10.2.2 常量與變量運(yùn)用
　　10.2.3 運(yùn)算與賦值
　　10.2.4 控制語(yǔ)句
　　10.2.5 函數(shù)的運(yùn)用
　　10.2.6 預(yù)編譯指令
　　10.2.7 類與對(duì)象的運(yùn)用
　　10.2.8 類的繼承與派生
　　10.3 窗口應(yīng)用程序編程——使用API
　　10.3.1 API庫(kù)
　　10.3.2 資源及資源編輯
　　10.3.3 菜單資源運(yùn)用
　　10.3.4 對(duì)話框資源運(yùn)用
　　10.3.5 控件
　　10.3.6 消息
　　10.3.7 計(jì)算器制作實(shí)例
　　10.4 窗口應(yīng)用程序編程——使用MFC
　　10.4.1 MFC類庫(kù)
　　10.4.2 MFC應(yīng)用程序運(yùn)行原理
　　10.4.3 MFC編程方法
　　10.4.4 計(jì)算器制作實(shí)例
　第11章 編輯器的自主設(shè)計(jì)
　　11.1 編輯器概述
　　11.1.1 代碼編輯器功能
　　11.1.2 代碼編輯器制作流程
　　11.2 編輯器基本框架生成
　　11.3 關(guān)鍵字高亮與文件操作
　　11.3.1 關(guān)鍵字高亮
　　11.3.2 文件打開與保存
　　11.4 狀態(tài)欄、快捷菜單與SHELL操作
　　11.4.1 在狀態(tài)欄上顯示光標(biāo)位置
　　11.4.2 快捷菜單設(shè)計(jì)
　　11.4.3 編輯器打開不產(chǎn)生新文檔
　　11.4.4 文件拖放
　第12章 匯編器的自主設(shè)計(jì)
　　12.1 匯編器概述
　　12.1.1 匯編器功能
　　12.1.2 匯編器組成
　　12.2 匯編器工作原理
　　12.2.1 符號(hào)表
　　12.2.2 單詞識(shí)別
　　12.2.3 數(shù)據(jù)定義處理
　　12.2.4 指令語(yǔ)句處理
　　12.2.5 目標(biāo)代碼文件生成
　　12.3 匯編器編程實(shí)現(xiàn)
　　12.3.1 匯編器模板及模塊間調(diào)用關(guān)系
　　12.3.2 相關(guān)符號(hào)表和地址計(jì)數(shù)器的表示
　　12.3.3 匯編器細(xì)化模板及程序說(shuō)明
　第13章 編譯器的自主設(shè)計(jì)
　　13.1 編譯器概述
　　13.1.1 編譯器功能
　　13.1.2 編譯器組成
　　13.1.3 編譯器與匯編器
　　13.2 編譯器的工作原理
　　13.2.1 符號(hào)表——編譯過(guò)程中有關(guān)符號(hào)的存儲(chǔ)
　　13.2.2 單詞識(shí)別——字符的組合
　　13.2.3 語(yǔ)法分析——語(yǔ)法關(guān)系的比較
　　13.3 指令代碼生成
　　13.3.1 臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)及其運(yùn)用
　　13.3.2 表達(dá)式的代碼生成
　　13.3.3 賦值語(yǔ)句、輸入/輸出語(yǔ)句的代碼生成
　　13.3.4 控制語(yǔ)句的代碼生成
　　13.4 編譯器的編程實(shí)現(xiàn)
　　13.4.1 編譯器程序模板及模塊調(diào)用關(guān)系
　　13.4.2 相關(guān)符號(hào)表的表示
　　13.4.3 編譯程序細(xì)化模板及程序說(shuō)明
　第14章 鏈接器的自主設(shè)計(jì)
　　14.1 鏈接器概述
　　14.1.1 鏈接器功能
　　14.1.2 鏈接器組成
　　14.2 鏈接器工作原理
　　14.2.1 存儲(chǔ)器模型
　　14.2.2 鏈接命令文件
　　14.2.3 重定位
　　14.2.4 可執(zhí)行文件生成
　　14.3 鏈接器編程實(shí)現(xiàn)
　　14.3.1 主要功能模塊及模塊調(diào)用關(guān)系
　　14.3.2 相關(guān)符號(hào)表的表示
　　14.3.3 鏈接器程序分析
　第15章 編程器的自主設(shè)計(jì)
　　15.1 編程器概述
　　15.1.1 編程器軟件組成
　　15.1.2 編程器硬件組成
　　15.2 編程器硬件電路設(shè)計(jì)
　　15.2.1 編程器硬件總電路
　　15.2.2 EEPROM芯片工作模式及時(shí)序
　　15.2.3 燒寫控制電路
　　15.2.4 串口通信電路
　　15.3 RS-232通信原理及自定義通信協(xié)議
　　15.3.1 RS-232串口通信原理
　　15.3.2 自定義通信協(xié)議
　　15.4 單片機(jī)數(shù)據(jù)接收與燒寫程序設(shè)計(jì)
　　15.4.1 MPLAB IDE軟件使用
　　15.4.2 單片機(jī)系統(tǒng)初始化
　　15.4.3 單片機(jī)數(shù)據(jù)收發(fā)
　　15.4.4 EEPROM芯片燒寫與讀取
　　15.4.5 程序主體
　　15.5 編程器軟件界面與數(shù)據(jù)發(fā)送功能設(shè)計(jì)
　　15.5.1 工程創(chuàng)建及二進(jìn)制文件讀取與顯示
　　15.5.2 串口通信控件
　　15.5.3 利用串口通信控件進(jìn)行數(shù)據(jù)接收與發(fā)送
　　15.6 編程器性能測(cè)試
　　15.6.1 測(cè)試原理
　　15.6.2 測(cè)試程序
第四篇 自定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編程實(shí)例
　第16章 自定義SCL匯編語(yǔ)言編程實(shí)例
　　16.1 SCL匯編語(yǔ)言列表
　　16.2 匯編程序開發(fā)流程
　　16.3 匯編程序開發(fā)實(shí)例
　　16.3.1 順序程序開發(fā)實(shí)例
　　16.3.2 分支程序開發(fā)實(shí)例
　　16.3.3 循環(huán)程序開發(fā)實(shí)例
　　16.3.4 子程序開發(fā)實(shí)例
　　16.3.5 中斷服務(wù)程序開發(fā)實(shí)例
　　16.3.6 查詢與中斷方式傳送數(shù)據(jù)
　第17章 自定義SCH高級(jí)語(yǔ)言編程實(shí)例
　　17.1 SCH高級(jí)語(yǔ)言單詞列表及語(yǔ)法歸納
　　17.2 SCH高級(jí)程序開發(fā)流程
　　17.3 高級(jí)程序開發(fā)實(shí)例
　　17.3.1 順序程序開發(fā)實(shí)例
　　17.3.2 分支程序開發(fā)實(shí)例
　　17.3.3 循環(huán)程序開發(fā)實(shí)例
　　17.3.4 子程序開發(fā)實(shí)例
　　17.3.5 中斷服務(wù)程序開發(fā)實(shí)例
附錄A 自定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的SOPC實(shí)現(xiàn)
附錄B 隨贈(zèng)光盤文件列表
參考文獻(xiàn)
　　　　

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