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第1章 CPU的设计与实现1

1.1序2

1.2计算机系统4

1.2.1什么是计算机4

1.2.2什么是CPU5

专栏 CPU的位宽8

1.2.3什么是内存8

1.2.4什么是I/O9

专栏 字节序10

1.2.5什么是总线12

专栏 总线的优缺点14

1.2.6小结14

专栏 计算机相关书籍14

1.3数字电路基础15

1.3.1什么是数字电路15

1.3.2数值表达15

1.3.3有符号二进制数16

专栏 比特和字节17

专栏 1K字节有多大17

1.3.4 MOSFET的结构17

1.3.5逻辑运算19

1.3.6 CMOS基本逻辑门电路20

1.3.7存储元件21

专栏 建立时间与保持时间24

1.3.8组合电路和时序电路25

1.3.9时钟同步设计25

1.3.10小结25

专栏 数字电路相关书籍25

1.4 Verilog HDL语言26

1.4.1什么是VerilogHDL26

1.4.2电路描述27

专栏 默认网络类型32

专栏 组合电路描述中锁存器的推定与Don’t care37

专栏 正逻辑与负逻辑42

1.4.3电路仿真43

专栏 同步电路中信号变化的时序45

1.4.4 Verilog HDL的仿真环境50

1.4.5小结56

专栏 VerilogHDL相关书籍56

1.5系统蓝图57

1.5.1目标系统整体介绍57

1.5.2关于本章中的代码58

专栏 字编址与字节位移62

1.6总线的设计与实现63

1.6.1总线的设计63

1.6.2总线的实现66

1.6.3小结78

1.7存储器的设计与实现79

1.7.1 FPGA的RAM区域79

1.7.2 ROM的设计与实现81

1.7.3小结83

专栏 存储器相关书籍83

1.8 AZ Processor的设计与实现84

1.8.1关于CPU84

专栏CPI和MIPS值93

1.8.2 AZ Processor的设计93

专栏 指令集架构与微架构105

1.8.3 AZ Processor的实现106

1.8.4小结159

专栏 计算机架构相关书籍159

1.9 I/O的设计与实现162

1.9.1定时器162

1.9.2 UART167

专栏 UART实例168

1.9.3 GPIO181

1.9.4小结188

专栏 I/O相关书籍188

1.10 AZPR SoC整体连接189

1.10.1各模块的连接189

1.10.2时钟模块的实现191

1.10.3顶层模块的实现193

1.10.4小结193

1.11 AZPR SoC的仿真194

1.11.1仿真模型的编写194

1.11.2 Testbench的编写197

1.11.3执行仿真200

1.11.4小结201

1.12本章总结202

第2章 电路板的设计与制作203

2.1序204

2.2电路板规格206

2.2.1电路板名称206

2.2.2电路板的构成206

2.2.3电路板尺寸206

2.2.4电路板层数207

2.2.5 FPGA选型207

2.2.6外围电路的选定208

专栏 关于FPGA209

专栏 关于JTAG211

2.3元件选型212

2.3.1元件选型标准212

2.3.2元件选型212

2.3.3元件的选购218

2.4电路设计221

2.4.1下载规格书222

2.4.2配置电路223

2.4.3外围电路228

2.4.4电源电路232

2.4.5电路板设计环境234

2.4.6使用Eagle设计电路图236

专栏 关于U LP241

专栏 Eagle使用方法相关的书籍/说明书241

2.4.7完成的电路图241

2.5布局设计247

2.5.1电路板设计约束条件及布线策略247

2.5.2 FPGA板的布局设计248

2.5.3电源板的布局设计252

2.5.4使用Eagle布局254

2.5.5完成的布局259

2.6制作元件库261

2.6.1制作Symbol261

2.6.2制作Package263

2.6.3制作Device264

2.7电路板3D模型269

2.7.1软件使用说明269

2.7.2准备3D模型库271

专栏 关于3D模型库的管理278

2.7.3制作电路板模型279

2.8制作感光板电路板280

2.8.1整体流程280

2.8.2制作光罩282

2.8.3粘合光罩284

2.8.4曝光285

2.8.5显像288

2.8.6蚀刻289

2.8.7阻焊剂291

2.8.8开孔296

2.8.9在背面安装VPort接头时的处理298

2.8.10制作通孔299

2.8.11飞线300

2.9使用电路板制造服务302

2.9.1电路板制造服务302

2.9.2 DRC302

2.9.3输出Gerber数据305

2.9.4检查Gerber数据306

专栏 执行DFM检查的方法309

专栏 阻焊层遮罩的印刷设置312

2.9.5向P板.com公司下单制板312

专栏 拼板数据的准备314

2.9.6向OLIMEX公司下单制板318

2.10组装电路板321

2.10.1电源板321

2.10.2组装FPGA板321

2.11功能测试323

2.11.1识别FPGA323

2.11.2诊断程序323

2.12本章总结326

第3章 编程327

3.1序328

3.2开发环境329

3.2.1准备工作329

3.2.2 FPGA开发环境330

3.2.3 ISE WebPACK331

3.2.4 UrJTAG359

专栏 cblsrv-0.1_ft2232370

3.2.5交叉汇编程序370

3.2.6第一个程序376

3.3串口通信381

3.3.1安装TeraTerm381

3.3.2编写程序382

专栏 子程序388

专栏 ASCII码389

3.3.3执行程序390

3.4程序加载器391

3.4.1 XMODEM协议391

3.4.2编写程序393

3.4.3编写加载测试程序402

3.4.4执行程序403

3.5中断与异常406

3.5.1什么是中断406

3.5.2编写程序410

3.5.3执行程序414

3.5.4什么是异常415

3.5.5编写程序415

3.5.6执行程序419

3.6七段数码管420

3.6.1什么是七段数码管420

3.6.2七段数码管的控制420

3.6.3七段数码管计数器概要422

3.6.4编写程序423

3.6.5执行程序428

3.7制作一个实用程序429

3.7.1功能概要429

3.7.2制作程序433

3.7.3执行程序446

3.8结语447

谢辞448

后记449

版权声明450