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内容简介

本书使用Verilog HDL设计实现了一款兼容MIPS32指令集架构的处理器――OpenMIPS。OpenMIPS处理器具有两个版本，分别是教学版和实践版。教学版的主要设计思想是尽量简单，处理器的运行情况比较理想化，与教科书相似，便于使用其进行教学、学术研究和讨论，也有助于学生理解课堂上讲授的知识。实践版的设计目标是能完成特定功能，发挥实际作用。
全书分为三篇。第一篇是理论篇，介绍了指令集架构、Verilog HDL的相关知识。第二篇是基础篇，采用增量模型，实现了教学版OpenMIPS处理器。首先实现了仅能执行一条指令的处理器，从这个最简单的情况出发，通过依次添加，实现逻辑操作指令、移位操作指令、空指令、移动操作指令、算术操作指令、转移指令、加载存储指令、协处理器访问指令、异常相关指令，最终实现了教学版OpenMIPS处理器。第三篇是进阶篇，通过为教学版OpenMIPS添加Wishbone总线接口，从而实现了实践版OpenMIPS处理器，并与SDRAM控制器、GPIO模块、Flash控制器、UART控制器、Wishbone总线互联矩阵等模块组成一个小型SOPC，然后下载到FPGA芯片以验证实现效果，最后为实践版OpenMIPS处理器移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II。

作者简介

雷思磊，理工男，好静，倡导低碳生活，常以环保人士自居，喜读书，自幼笃信“博观而约取厚积而薄发”，是故，所读书籍甚为驳杂，年近而立，尚不确定根本兴趣目标，一日，驻足书架之前，细览所读书籍，惊觉随岁月增长，关注点依次从应用编程、操作系统、驱动设计转移至处理器结构，此一脉络极其清晰，遂如醍醐灌顶，幡然醒悟，原来余根本兴趣目标在“底层”，在于从根本上理解世界之运行，遂耗数年时间钻研处理器工作原理，乃有些微收获，拙作当为数年辛苦之小结，然学无止境，科技发展亦日新月异，唯有持续钻研，方能大成，屈子曰：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。此言甚是，余定谨记而遵行之。

第一篇理论篇
第1章处理器与MIPS 2
1.1 计算机的简单模型 2
1.1.1 计算机的简单组成模型 2
1.1.2 计算机的简单使用模型 3
1.2 架构与指令集 4
1.2.1 CISC与RISC 4
1.2.2 主要的几种ISA 5
1.3 MIPS指令集架构的演变 6
1.4 MIPS32指令集架构简介 9
1.4.1 数据类型 9
1.4.2 寄存器 9
1.4.3 字节次序 10
1.4.4 指令格式 11
1.4.5 指令集 11
1.4.6 寻址方式 13
1.4.7 协处理器CP0 13
1.4.8 异常 14
1.5 本书的目标与组织方式 14
第2章可编程逻辑器件与
Verilog HDL 16
2.1 可编程逻辑器件概述 16
2.2 基于PLD的数字系统设计流程 18
2.2.1 设计输入 19
2.2.2 综合 20
2.2.3 布局布线 20
2.2.4 下载 20
2.2.5 仿真 20
2.2.6 工具介绍 21
2.3 Verilog HDL简介 21
2.4 Verilog HDL中模块的结构 22
2.5 Verilog HDL基本要素 24
2.5.1 常量 24
2.5.2 变量声明与数据类型 24
2.5.3 向量 26
2.5.4 运算符 26
2.6 Verilog HDL行为语句 29
……

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