《微處理器體系結(jié)構(gòu)》是2008年科學(xué)出版社出版的圖書(shū),作者是許金綱。
《微處理器體系結(jié)構(gòu)》是一本系統(tǒng)介紹各種類(lèi)型微處理器體系結(jié)構(gòu)的教材。作者從與傳統(tǒng)的微處理器教材不同的視角,根據(jù)自身多年的設(shè)計(jì)實(shí)踐與教學(xué)經(jīng)驗(yàn),全面探討了包括隨機(jī)邏輯體系結(jié)構(gòu)、MSPARC隨機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)、微碼體系結(jié)構(gòu)和流水線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)等在內(nèi)的多種微處理器體系結(jié)構(gòu)的特性,以及它們?cè)谲浻布O(shè)計(jì)方面所面臨的各種問(wèn)題,在相應(yīng)章節(jié)給出了各類(lèi)微處理器的VHDL代碼以及其行為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),供讀者借助電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具進(jìn)行實(shí)際仿真模擬實(shí)踐?!段⑻幚砥黧w系結(jié)構(gòu)》配有相關(guān)習(xí)題,方便讀者復(fù)習(xí)每章出現(xiàn)的概念,從而使讀者能逐步掌握書(shū)中內(nèi)容并快速地開(kāi)始設(shè)計(jì)。
書(shū)名 | 微處理器體系結(jié)構(gòu) | 作者 | 許金綱 |
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ISBN | 9787030228079 | 定價(jià) | 30.00元 |
出版社 | 科學(xué)出版社 | 出版時(shí)間 | 2008年10月 |
裝幀 | 平裝 | 開(kāi)本 | 16開(kāi) |
叢書(shū)序
前言
第1章 引言
第2章 隨機(jī)邏輯體系結(jié)構(gòu)
第3章 MsPARc隨機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)的VHDL模擬模型
第4章 微碼體系結(jié)構(gòu)
第5章 流水線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)
第6章 流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)的沖突
第7章 Cache(高速緩沖存儲(chǔ)器)
第8章 虛擬存儲(chǔ)器
第9章 超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)
第10章 用軟件編譯輔助改善硬件性能
附錄A
附錄B
……
《微處理器體系結(jié)構(gòu)》適合作為高等院校集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)工程碩士的教材,并可以作為微處理器硬件與軟件設(shè)計(jì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材。
很深?yuàn)W
軟件體系結(jié)構(gòu)是具有一定形式的結(jié)構(gòu)化元素,即構(gòu)件的集合,包括處理構(gòu)件、數(shù)據(jù)構(gòu)件和連接構(gòu)件。處理構(gòu)件負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工,數(shù)據(jù)構(gòu)件是被加工的信息,連接構(gòu)件把體系結(jié)構(gòu)的不同部分組組合連接起來(lái)。這一定義注重區(qū)分...
計(jì)算機(jī)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的定義:程序員所看到的計(jì)算機(jī)的屬性,即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。l按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu),不同級(jí)程序員所看到的計(jì)算機(jī)具有不同的屬性。lAmdahl提出的體系結(jié)構(gòu):傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)的體系結(jié)構(gòu)。...
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頁(yè)數(shù): 2頁(yè)
評(píng)分: 4.6
微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)課程屬于工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要學(xué)科基礎(chǔ)課程,同時(shí)也是學(xué)生在學(xué)習(xí)電子技術(shù)類(lèi)課程后的一門(mén)綜合性的課程。微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)課程涉及內(nèi)容廣泛,密切聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用,課程需要設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的理解。本文在分析課程的內(nèi)容要求基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了針對(duì)該課程的綜合性實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),并通過(guò)案例探討了實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的使用。
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評(píng)分: 4.6
提高指令級(jí)并行度是微處理器體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要方向,也是開(kāi)發(fā)基于FPGA的高性能微處理器的重要內(nèi)容之一。本文論述了一個(gè)基于FPGA的流水線(xiàn)微處理器的指令流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計(jì),針對(duì)在指令流水執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題,提出了相應(yīng)的檢查算法及解決方法。通過(guò)一個(gè)典型程序?qū)α魉€(xiàn)微處理器功能進(jìn)行仿真,其運(yùn)行結(jié)果表明此微處理器的最大吞吐率為一個(gè)時(shí)鐘周期解釋完一條指令,證實(shí)了流水線(xiàn)微處理器設(shè)計(jì)的正確性和高性能。該微處理器的設(shè)計(jì)在開(kāi)發(fā)未來(lái)具有微處理功能的專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)方面具有較高的實(shí)用價(jià)值。
根據(jù)微處理器的應(yīng)用領(lǐng)域,微處理器大致可以分為三類(lèi):通用高性能微處理器、嵌入式微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器。一般而言,通用處理器追求高性能,它們用于運(yùn)行通用軟件,配備完備、復(fù)雜的操作系統(tǒng);嵌入式微處理器強(qiáng)調(diào)處理特定應(yīng)用問(wèn)題的高性能,主要用于運(yùn)行面向特定領(lǐng)域的專(zhuān)用程序,配備輕量級(jí)操作系統(tǒng),主要用于蜂窩電話(huà)、CD播放機(jī)等消費(fèi)類(lèi)家電;微控制器價(jià)位相對(duì)較低,在微處理器市場(chǎng)上需求量最大,主要用于汽車(chē)、空調(diào)、自動(dòng)機(jī)械等領(lǐng)域的自控設(shè)備。
CPU是Central Processing Unit(中央微處理器)的縮寫(xiě),它是計(jì)算機(jī)中最重要的一個(gè)部分,由運(yùn)算器和控制器組成。如果把計(jì)算機(jī)比作人,那么CPU就是人的大腦。CPU的發(fā)展非常迅速,個(gè)人電腦從8088(XT)發(fā)展到Pentium 4時(shí)代,只經(jīng)過(guò)了二十一年的時(shí)間。
嵌入式微處理器特點(diǎn)
嵌入式系統(tǒng)硬件層的核心是嵌入式微處理器,嵌入式微處理器與通用CPU最大的 ?不同在于嵌入式微處理器大多工作在為特定用戶(hù)群所專(zhuān)用設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,它將通用CPU許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部,從而有利于嵌入式系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)趨于小型化,同時(shí)還具有很高的效率和可靠性。
嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)可以采用馮·諾依曼體系或哈佛體系結(jié)構(gòu);指令系統(tǒng)可以選用精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)(Reduced Instruction Set Computer,RISC)和復(fù)雜指令系統(tǒng)CISC(Complex Instruction Set Computer,CISC)。RISC計(jì)算機(jī)在通道中只包含最有用的指令,確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令,從而提高了執(zhí)行效率并使CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)單。
嵌入式微處理器有各種不同的體系,即使在同一體系中也可能具有不同的時(shí)鐘頻率和數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度,或集成了不同的外設(shè)和接口。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全世界嵌入式微處理器已經(jīng)超過(guò)1000多種,體系結(jié)構(gòu)有30多個(gè)系列,其中主流的體系有ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。但與全球PC市場(chǎng)不同的是,沒(méi)有一種嵌入式微處理器可以主導(dǎo)市場(chǎng),僅以32位的產(chǎn)品而言,就有100種以上的嵌入式微處理器。嵌入式微處理器的選擇是根據(jù)具體的應(yīng)用而決定的。
微通道體系結(jié)構(gòu)(MCA)總線(xiàn) MicroChannel Architecture(MCA)Bus ↑
MicroChannel Architecture(MCA)Bus 微通道體系結(jié)構(gòu)(MCA)總線(xiàn) MCA總線(xiàn)是IBM為幫助解決快速微處理器和相對(duì)慢的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(ISA)總線(xiàn)之間的差異而開(kāi)發(fā)的。雖然MCA總線(xiàn)不接收ISA型的主板,但它們提供的32位接口卻比ISA更快,也可以更好地適應(yīng)80386和80486微處理器的要求。
MCA總線(xiàn)采用單總線(xiàn)設(shè)計(jì),通過(guò)使用多路復(fù)用器來(lái)處理存儲(chǔ)器和輸入/輸出(I/0)接口的傳輸。多路復(fù)用器將總線(xiàn)分成多個(gè)不同的通道,每個(gè)通道可以處理不同的處理需求。這種設(shè)計(jì)沒(méi)有多總線(xiàn)設(shè)計(jì)快,但在大多數(shù)情況下,卻可以滿(mǎn)足中等大小網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器要求。如果在服務(wù)器上運(yùn)行微處理器集中式應(yīng)用程序,選擇一個(gè)超級(jí)服務(wù)器也許是明智的,因?yàn)樗哂谐?jí)吞吐率和多處理器能力。
MAC受專(zhuān)利和許可協(xié)議保護(hù),這限制了它發(fā)展為一種標(biāo)準(zhǔn)。另外,IBM還對(duì)MCA施加了一些限制,以防止和它的小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)。由于這些原因,許多廠商使用了擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(EISA)或開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。