計算機系統(tǒng)的自主設(shè)計

內(nèi)容概要

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

書籍目錄

第一篇 計算機系統(tǒng)構(gòu)成及自定義CPU芯片設(shè)計　　
　第1章 計算機系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
　　1.1 從一個產(chǎn)品加工廠談起
　　1.2 計算機誕生及系統(tǒng)構(gòu)成
　　1.2.1 計算機誕生
　　1.2.2 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　1.3 計算機開發(fā)及運行流程
　　1.3.1 計算機軟硬件開發(fā)流程
　　1.3.2 計算機運行流程
　第2章 自定義指令系統(tǒng)設(shè)計
　　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)計方法
　　2.1.3 指令系統(tǒng)設(shè)計流程
　　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芯片自動化設(shè)計流程
　第3章 HDL硬件描述語言
　　3.1 VHDL硬件描述語言
　　3.1.1 VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)
　　3.1.2 VHDL語言的基本要素
　　3.1.3 VHDL程序的常用描述語句
　　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
　　3.1.6 時序邏輯電路設(shè)計
　　3.1.7 存儲器設(shè)計
　　3.1.8 狀態(tài)機設(shè)計
　　3.2 Verilog HDL硬件描述語言
　　3.2.1 Verilog HDL語言的基本結(jié)構(gòu)
　　3.2.2 Verilog HDL語言的基本要素
　　3.2.3 Verilog HDL程序的常用描述語句
　　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
　　3.2.6 時序邏輯電路設(shè)計
　　3.2.7 存儲器設(shè)計
　　3.2.8 狀態(tài)機設(shè)計
　　3.3 VHDL和Verilog HDL語言的對應(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平臺下的芯片開發(fā)流程
　　4.1.3 電子琴芯片設(shè)計實例
　　4.2 QUARTUSⅡ設(shè)計技巧
　　4.2.1 增量編譯
　　4.2.2 時序約束
　　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代碼自動生成
　　4.3.1 DSP Builder代碼自動生成流程
　　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實現(xiàn)
　第5章 自定義CPU——SCU芯片設(shè)計
　　5.1 SCU結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　5.1.1 總線寬度設(shè)計
　　5.1.2 SCU結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　5.2 SCU內(nèi)核設(shè)計
　　5.2.1 控制單元設(shè)計
　　5.2.2 運算單元設(shè)計
　　5.2.3 寄存器堆設(shè)計
　　5.2.4 SCU內(nèi)核模塊連接
　　5.3 SCU片內(nèi)外設(shè)設(shè)計
　　5.3.1 中斷控制器INTERUPT設(shè)計
　　5.3.2 存儲器接口電路設(shè)計
　　5.3.3 I/O接口電路設(shè)計
　　5.4 SCU整體電路
　　5.5 SCU芯片實現(xiàn)
　第6章 計算機硬件系統(tǒng)開發(fā)與機器語言編程
　　6.1 計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計
　　6.1.1 計算機硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　6.1.2 計算機硬件系統(tǒng)原理圖設(shè)計
　　6.2 機器語言編程
　　6.2.1 機器程序開發(fā)流程
　　6.2.2 12位二進制輸入電路測試程序
　　6.2.3 3位十進制輸出電路測試程序
　　6.2.4 12位二進制輸入電路測試程序
　　6.2.5 3位十進制輸入電路測試程序
　　6.2.6 不同時鐘頻率對計算機運行速度的影響 　　
第二篇 軟件開發(fā)流程及自定義編程語言
　第7章 計算機軟件的硬件基礎(chǔ)
　　7.1 軟件概述
　　7.2 數(shù)據(jù)——加工對象
　　7.2.1 數(shù)據(jù)的硬件基礎(chǔ)
　　7.2.2 數(shù)據(jù)表達
　　7.2.3 數(shù)據(jù)存儲方式
　　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
　第8章 自定義匯編語言——SCL語言
　　8.1 匯編語言概述
　　8.1.1 從機器語言到匯編語言
　　8.1.2 匯編語言組成
　　8.2 指令語句與偽指令設(shè)計
　　8.2.1 指令語句
　　8.2.2 偽指令
　　8.3 匯編語言結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　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 自定義高級語言——SCH語言
　　9.1 高級語言概述
　　9.1.1 高級語言與低級語言
　　9.1.2 高級語言組成
　　9.2 SCH語言基本成分設(shè)計
　　9.2.1 常量及變量
　　9.2.2 運算與賦值
　　9.2.3 輸入/輸出
　　9.2.4 控制操作
　　9.3 SCH語言結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　9.3.1 程序結(jié)構(gòu)
　　9.3.2 子程序
　　9.4 SCH語言單詞與語法歸納 　
第三篇 工具軟件的自主開發(fā)
　第10章 C++開發(fā)語言與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 編寫第一個控制臺應(yīng)用程序
　　10.1.4 編寫第一個窗口應(yīng)用程序
　　10.1.5 程序調(diào)試及調(diào)試窗口觀察
　　10.2 C++語言基礎(chǔ)
　　10.2.1 C++語言組成與程序結(jié)構(gòu)
　　10.2.2 常量與變量運用
　　10.2.3 運算與賦值
　　10.2.4 控制語句
　　10.2.5 函數(shù)的運用
　　10.2.6 預(yù)編譯指令
　　10.2.7 類與對象的運用
　　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
　　10.3.2 資源及資源編輯
　　10.3.3 菜單資源運用
　　10.3.4 對話框資源運用
　　10.3.5 控件
　　10.3.6 消息
　　10.3.7 計算器制作實例
　　10.4 窗口應(yīng)用程序編程——使用MFC
　　10.4.1 MFC類庫
　　10.4.2 MFC應(yīng)用程序運行原理
　　10.4.3 MFC編程方法
　　10.4.4 計算器制作實例
　第11章 編輯器的自主設(shè)計
　　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
　　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
　　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 符號表
　　12.2.2 單詞識別
　　12.2.3 數(shù)據(jù)定義處理
　　12.2.4 指令語句處理
　　12.2.5 目標(biāo)代碼文件生成
　　12.3 匯編器編程實現(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)符號表和地址計數(shù)器的表示
　　12.3.3 匯編器細化模板及程序說明
　第13章 編譯器的自主設(shè)計
　　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 符號表——編譯過程中有關(guān)符號的存儲
　　13.2.2 單詞識別——字符的組合
　　13.2.3 語法分析——語法關(guān)系的比較
　　13.3 指令代碼生成
　　13.3.1 臨時存儲區(qū)及其運用
　　13.3.2 表達式的代碼生成
　　13.3.3 賦值語句、輸入/輸出語句的代碼生成
　　13.3.4 控制語句的代碼生成
　　13.4 編譯器的編程實現(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)符號表的表示
　　13.4.3 編譯程序細化模板及程序說明
　第14章 鏈接器的自主設(shè)計
　　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
　　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
　　15.2.1 編程器硬件總電路
　　15.2.2 EEPROM芯片工作模式及時序
　　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 單片機數(shù)據(jù)接收與燒寫程序設(shè)計
　　15.4.1 MPLAB IDE軟件使用
　　15.4.2 單片機系統(tǒng)初始化
　　15.4.3 單片機數(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
　　15.5.1 工程創(chuàng)建及二進制文件讀取與顯示
　　15.5.2 串口通信控件
　　15.5.3 利用串口通信控件進行數(shù)據(jù)接收與發(fā)送
　　15.6 編程器性能測試
　　15.6.1 測試原理
　　15.6.2 測試程序
第四篇 自定義計算機系統(tǒng)編程實例
　第16章 自定義SCL匯編語言編程實例
　　16.1 SCL匯編語言列表
　　16.2 匯編程序開發(fā)流程
　　16.3 匯編程序開發(fā)實例
　　16.3.1 順序程序開發(fā)實例
　　16.3.2 分支程序開發(fā)實例
　　16.3.3 循環(huán)程序開發(fā)實例
　　16.3.4 子程序開發(fā)實例
　　16.3.5 中斷服務(wù)程序開發(fā)實例
　　16.3.6 查詢與中斷方式傳送數(shù)據(jù)
　第17章 自定義SCH高級語言編程實例
　　17.1 SCH高級語言單詞列表及語法歸納
　　17.2 SCH高級程序開發(fā)流程
　　17.3 高級程序開發(fā)實例
　　17.3.1 順序程序開發(fā)實例
　　17.3.2 分支程序開發(fā)實例
　　17.3.3 循環(huán)程序開發(fā)實例
　　17.3.4 子程序開發(fā)實例
　　17.3.5 中斷服務(wù)程序開發(fā)實例
附錄A 自定義計算機系統(tǒng)的SOPC實現(xiàn)
附錄B 隨贈光盤文件列表
參考文獻
　　　　

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