书籍详情
CPU/SOC及外围电路应用设计：基于FPGA/CPLD
作者：林容益编著
出版社：北京航空航天大学出版社
出版时间：2004-08-01
ISBN：9787810774321
定价：¥55.00
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内容简介
《CPU/SOC及外围电路应用设计：基于FPGA/CPLD》详尽介绍了简易8位CPU（含RISC）架构体系开发、设计及模拟测试的方法，各种CPU的外围设计模拟测试和CPU连接架构成单片机及SOC的方法。同时也对现代高速16／32位CPU架构体系开发测试和实例以及现代SOPC发展平台作了详尽的介绍分析，并配有例题程序光盘一张，方便读者学习使用。《Java应用开发教程》可作为电子、电机、计算机、控制等专业的学生和从事VLSI、CPU、SOC芯片设计应用的科研人员的参考用书。
作者简介
暂缺《CPU/SOC及外围电路应用设计：基于FPGA/CPLD》作者简介
目录
第1章 简易单片机的结构及其开发模拟测试
1-1 CPLD设置CPU的HDL描述硬件结构说明
1-1-1 CPLD设置CPU的HDL使用LPM模块简介
1-1-2 CPLD设置CPU的HDL使用寄存器简介
1-1-3 程序存储器的设置设计及取指(Fetch)
1-1-4 程序存储器的取指(Fetch)
1-1-5 CPU内部寄存器及数据的运算控制示意图
1-1-6 CPU的HDL描述I/O设置及PROM设置控制
1-1-7 RISCPU3.TDF完整电路描述
1-2 RISCPU3.TDF电路测试及模拟
1-3 RISCPU3结构特性讨论
1-4 流水线处理结构的高速RISCPU4简介
1-4-1 RISCPU4流水线的指令取指Fetch/Dec解码
1-4-2 RISCPU4流水线的运算单元读取及解码(OP/RD)电路
1-4-3 RISCPU4流水线解码(OP/RD)控制信号输出电路
1-4-4 RISCPU4流水线执行EXE控制电路
1-4-5 RISCPU4流水线完整电路描述
1-4-6 RISCPU4流水线电路功能的模拟检测
1-4-7 数据相依冒险的自动检测处理
1-4-8 实例
1-4-9 结论
第2章 灵活性指令码的单片机结构及开发模拟测试
2-1 16位PD程序存储器44个精简指令RISC单片机指令结构简介
2-2 44个精简指令RISC单片机的I/O构建及其与CPU的连接简介
2-2-1 16位具输入比较和捕捉功能的计数计时器CTC
2-2-2 12位的脉冲宽调变PWM外围电路
2-2-3 PPIO外围电路及CNTP16和PWM12 对应I/O寄存器寻址联结控制
2-2-4 中断的处理及连接
2-3 具有相当功能的单片机RISCPU8电路设计与描述
2-3-1 RISCPU8.TDF的ALU运算处理
2-3-2 RISCPU8.TDF的解码及控制Control信号运算处理
2-3-3 RISCPU8.TDF的程序转移及寄存器数据回写WB运算处理
2-4 RISCPU8.TDF的完整程序描述处理
2-5 RISCPU8.TDF的程序编写及模拟测试
2-6 RISCPU8.TDF的程序编写及实例测试
2-6-1 EP1K50TC1443主机板和SNCPLDE3测试实验器介绍
2-6-2 RISCPU8的程序编写及实例测试
第3章 SOC及强化外围的单片机结构和开发模拟测试
3-1 SOC强化外围模块电路精简指令RISC单片机简介
3-2 硬件乘除法器及外加存储器的读写设置及连接和模拟测试
3-2-1 硬件乘除法器的设计设置及连接
3-2-2 外加存储器的读写控制设置及连接
3-2-3 乘除法器及外加存储器的读写模拟测试
3-2-4 精简指令RISCPUA的整体架构
3-2-5 讨论
3-3 键盘扫描及7段LED显示和LCD字形显示器接口电路
3-3-1 硬件键盘扫描接口电路的设计
3-3-2 4位7段LED扫描显示及硬件键盘扫描接口电路的连接
3-3-3 LCD显示模块的驱动接口电路及其连接
3-4 简易的VGA屏幕显示控制接口电路
3-4-1 简易的色条产生器(Color Bar Generator)
3-4-2 简易的字形显示器(Character Generator)
3-5 简易串行非同步UART接口电路
3-5-1 波特率产生器(Baudrate Generator)
3-5-2 UART的发送TX控制电路
3-5-3 UART的接收RX控制电路
3-5-4 UART的整合电路
3-6 I2C串行同步传输电路
3-7 SCI串行同步传输电路
3-8 模拟比较器
3-9 ADC转换电路
3-10 高速的ADC转换读取及寄存
3-10-1 ADC的转换及读取控制设置
3-10-2 ADC转换读取并予解码扫描显示于7段LED的控制
3-10-3 高速的ADC纪录储存后予以输出显示控制
3-11 电路的测试及实例
3-12 结论
第4章 JTAG及DMA和QEP，DB死区接口电路
4-1 JTAG接口电路简介
4-1-1 JTAG的边界电路扫描(Boundary Scan)
4-1-2 JTAG的电路结构
4-1-3 简易的JTAG的电路结构设置设计和模拟
4-2 直接存储器读写DMA(Direct Memory Access)接口电路
4-3 四象限编码器QEP检测及死区(Dead Band)控制接口电路
4-3-1 四象限编码器QEP(Quard Encoder Port)检测
4-3-2 死区(Dead Band)控制设置电路
4-3-3 四象限编码器QEP(Quard Encoder Port)检测计数接口电路
4-4 实验测试与实例
第5章 通用型单片机指令架构分析及特性简介
5-1 通用型单片机
5-2 改良型8051单片机系列
5-3 强化型RISC AVR单片机系列
5-4 全世界8位MCU居于第二位的PIC系列产品
5-4-1 含有模拟放大器OPA及DAC接口的特殊PIC单片机
5-4-2 含有CAN及ADC，PWM控制运算的MCU单片机
5-4-3 具有DSP的运算的DSP MCU单片机
5-5 TI单片机MSP430芯片系列
5-5-1 MSP430F14X的电路结构简介
5-5-2 MSP430F14X的指令模态结构简介
5-5-3 MSP430F14X特殊外围电路简介
5-6 DSP单片机龙头TI的TMS320C54X系列
5-6-1 TMS320C542的CPU结构
5-6-2 TMS320C542寻址模式及其对应数据转载指令格式分析和分类
5-6-3 TMS320C54X的流水线(Pipeline)指令运算
5-6-4 TMS320C54X的外围电路
5-6-5 一个良好的DSP开发软件
5-7 新加坡商Cypress 的第一个含有USB外围单片机
5-7-1 USB接口简介
5-7-2 新加坡Cypress 的PSoC单片机
5-8 专为机电控制的TMS320F24X DSP单片机简介
5-9 练习
第6章 多重周期CPU的架构设计开发及模拟测试
6-1 SMCU的架构设计设置及模拟测试
6-2 实际SMCU 的40个指令以VHDL设计设置
6-3 实际SMCU 的测试程序编辑及其对应模拟波形
6-4 SMCU6的综合讨论
6-5 加入一个16位乘或除16位运算的CPU
6-5-1 以MAXPLUS2的MegaWinzard PlugIn Manager建立乘除法器元件库
6-5-2 引入乘除法器的电路描述
6-5-3 引入乘除法器的电路模拟及测试
6-6 讨论及实例
第7章 MIPS单一执行周期CPU架构设计设置及模拟测试
7-1 MIPS CPU的指令架构说明
7-2 简化的MIPS CPU架构设计描述
7-2-1 Fetch取指指令运算描述
7-2-2 Decode指令解码运算描述
7-2-3 Control 控制信号的解码输出描述
7-2-4 Dmemory 数据寄存器的读写控制描述
7-2-5 指令执行Exe 的执行描述
7-2-6 完整的简化MIPS组构描述
7-3 测试程序的编写
7-4 在MAXPLUS2的波形编辑模拟环境下作指令执行检测
7-5 练习和实例
第8章 流水线MIPS 设计及转移冒险的处理和测试
8-1 简介
8-2 MIPS流水线处理及设计描述
8-2-1 MIPS流水线的取指Fetch及程序计数器PC的运算
8-2-2 MIPS流水线的指令解码ID及寄存器内容的读写
8-2-3 MIPS流水线的指令控制信号Control输出电路设计描述
8-2-4 MIPS流水线的指令执行Execute电路设计描述
8-2-5 MIPS流水线的数据存储器的读写控制Dmemoryp电路设计描述
8-2-6 MIPS流水线的整合描述MIPS2T.VHD的电路设计描述
8-3 MIPS流水线CPU的功能模拟及检测
8-4 流水线对应于数据序执行所产生的数据冒险(Harzard)
8-5 流水线数据冒险(Harzard)自动处理的电路结构描述及检测
8-5-1 在第4层的数据存储器读出LW运算流水线数据冒险自动处理
8-5-2 如LW运算流水线数据冒险的STALL寄存运算模拟测试
8-6 练习与实例
第9章 32位存储器及寄存器的流水线MIPS结构
9-1 32位存储器及寄存器的流水线MIPS简介
9-1-1 取指的IFETC2TT4.VHD的修改
9-1-2 指令解码及寄存器的数据读写IDECODTT4.VHD的修改
9-1-3 数据存储器读写DMEMORYT4.VHD的修改
9-1-4 程序执行的EXECUTTT.VHD的修改
9-1-5 主构MIPS4TT.VHD电路的描述
9-1-6 程序执行模拟测试
9-2 32位流水线及冒险处理的MIPS4TT.VHD电路特性
9-3 LW运算流水线数据冒险做暂停STALL处理
9-4 练习与实例
第10章 高级MCU结构分析及ARM简介
10-1 TMS320C67X DSP单片机结构简介
10-1-1 TMS320C67X DSP单片机流水线运算结构简介
10-1-2 TMS320C6X 系列DSP单片机指令运算码
10-2 当代极省电且为可变化指令架构的新一代CPU代表ARM简介
10-2-1 EARM 7TDMI的特性
10-2-2 ARM 7TDMI的电路架构
10-3 ARM 7TDMI的指令运算架构
10-4 ARM 7TDMI的指令架构
10-4-1 对应以2到3个运算寄存器作数据处理指令
10-4-2 对应以寄存器作数据读写及寻址索引指令
10-4-3 对应以寄存器进行半字符数据及带符号的数据读写及寻址索引指令
10-4-4 寄存器群进行字符区块对应Rn进行存储器间接寻址及索引内容数据读写
10-4-5 以Rn进行内存间接寻址读取数据写入Rd后再被Rm写入的SWP指令
10-4-6 ARM的乘法器及其乘加器指令
10-4-7 ARM差值转移(Branch),Rx间接转移和PC连接(Link)转移指令
10-4-8 间接寻址内存数据与寄存器内容数据互换SWP指令
10-4-9 ARM的软件中断SWI指令
10-4-10 ARM的协同处理器(Coprocessor)及其对应指令
10-5 THUMB 指令群
10-5-1 THUMB 的ALU运算指令群
10-5-2 THUMB 的立即数据运算指令群
10-5-3 THUMB 的寄存器内容数据移位后的数据载存指令
10-5-4 内存数据与寄存器内容数据载存指令
10-5-5 以寄存器内容为内存寻址与寄存器内容作读写指令
10-5-6 以SP(R13)内容为内存寻址与寄存器内容进行读写指令
10-5-7 以SP(R13)或PC(R15)内容加上10位偏移值来设置寄存器指令
10-5-8 连续的对应多个寄存器和内存执行数据存取和PUSH/POP指令
10-5-9 有条件和无条件的程序转移(Branch)
10-5-10 软件设置程序中断SWI指令
10-6 涵盖ARM的系统芯片SOC简介
10-6-1 ATMEL的AT91M404XX系列嵌入式ARM芯片
10-6-2 TI的TMS320VC5472系列嵌入式ARM及DSP 54X系列SOC芯片
10-6-3 三星电子的KS320C5000系列嵌入式ARM系统SOC芯片
10-7 练习
1-1 CPLD设置CPU的HDL描述硬件结构说明
1-1-1 CPLD设置CPU的HDL使用LPM模块简介
1-1-2 CPLD设置CPU的HDL使用寄存器简介
1-1-3 程序存储器的设置设计及取指(Fetch)
1-1-4 程序存储器的取指(Fetch)
1-1-5 CPU内部寄存器及数据的运算控制示意图
1-1-6 CPU的HDL描述I/O设置及PROM设置控制
1-1-7 RISCPU3.TDF完整电路描述
1-2 RISCPU3.TDF电路测试及模拟
1-3 RISCPU3结构特性讨论
1-4 流水线处理结构的高速RISCPU4简介
1-4-1 RISCPU4流水线的指令取指Fetch/Dec解码
1-4-2 RISCPU4流水线的运算单元读取及解码(OP/RD)电路
1-4-3 RISCPU4流水线解码(OP/RD)控制信号输出电路
1-4-4 RISCPU4流水线执行EXE控制电路
1-4-5 RISCPU4流水线完整电路描述
1-4-6 RISCPU4流水线电路功能的模拟检测
1-4-7 数据相依冒险的自动检测处理
1-4-8 实例
1-4-9 结论
第2章 灵活性指令码的单片机结构及开发模拟测试
2-1 16位PD程序存储器44个精简指令RISC单片机指令结构简介
2-2 44个精简指令RISC单片机的I/O构建及其与CPU的连接简介
2-2-1 16位具输入比较和捕捉功能的计数计时器CTC
2-2-2 12位的脉冲宽调变PWM外围电路
2-2-3 PPIO外围电路及CNTP16和PWM12 对应I/O寄存器寻址联结控制
2-2-4 中断的处理及连接
2-3 具有相当功能的单片机RISCPU8电路设计与描述
2-3-1 RISCPU8.TDF的ALU运算处理
2-3-2 RISCPU8.TDF的解码及控制Control信号运算处理
2-3-3 RISCPU8.TDF的程序转移及寄存器数据回写WB运算处理
2-4 RISCPU8.TDF的完整程序描述处理
2-5 RISCPU8.TDF的程序编写及模拟测试
2-6 RISCPU8.TDF的程序编写及实例测试
2-6-1 EP1K50TC1443主机板和SNCPLDE3测试实验器介绍
2-6-2 RISCPU8的程序编写及实例测试
第3章 SOC及强化外围的单片机结构和开发模拟测试
3-1 SOC强化外围模块电路精简指令RISC单片机简介
3-2 硬件乘除法器及外加存储器的读写设置及连接和模拟测试
3-2-1 硬件乘除法器的设计设置及连接
3-2-2 外加存储器的读写控制设置及连接
3-2-3 乘除法器及外加存储器的读写模拟测试
3-2-4 精简指令RISCPUA的整体架构
3-2-5 讨论
3-3 键盘扫描及7段LED显示和LCD字形显示器接口电路
3-3-1 硬件键盘扫描接口电路的设计
3-3-2 4位7段LED扫描显示及硬件键盘扫描接口电路的连接
3-3-3 LCD显示模块的驱动接口电路及其连接
3-4 简易的VGA屏幕显示控制接口电路
3-4-1 简易的色条产生器(Color Bar Generator)
3-4-2 简易的字形显示器(Character Generator)
3-5 简易串行非同步UART接口电路
3-5-1 波特率产生器(Baudrate Generator)
3-5-2 UART的发送TX控制电路
3-5-3 UART的接收RX控制电路
3-5-4 UART的整合电路
3-6 I2C串行同步传输电路
3-7 SCI串行同步传输电路
3-8 模拟比较器
3-9 ADC转换电路
3-10 高速的ADC转换读取及寄存
3-10-1 ADC的转换及读取控制设置
3-10-2 ADC转换读取并予解码扫描显示于7段LED的控制
3-10-3 高速的ADC纪录储存后予以输出显示控制
3-11 电路的测试及实例
3-12 结论
第4章 JTAG及DMA和QEP，DB死区接口电路
4-1 JTAG接口电路简介
4-1-1 JTAG的边界电路扫描(Boundary Scan)
4-1-2 JTAG的电路结构
4-1-3 简易的JTAG的电路结构设置设计和模拟
4-2 直接存储器读写DMA(Direct Memory Access)接口电路
4-3 四象限编码器QEP检测及死区(Dead Band)控制接口电路
4-3-1 四象限编码器QEP(Quard Encoder Port)检测
4-3-2 死区(Dead Band)控制设置电路
4-3-3 四象限编码器QEP(Quard Encoder Port)检测计数接口电路
4-4 实验测试与实例
第5章 通用型单片机指令架构分析及特性简介
5-1 通用型单片机
5-2 改良型8051单片机系列
5-3 强化型RISC AVR单片机系列
5-4 全世界8位MCU居于第二位的PIC系列产品
5-4-1 含有模拟放大器OPA及DAC接口的特殊PIC单片机
5-4-2 含有CAN及ADC，PWM控制运算的MCU单片机
5-4-3 具有DSP的运算的DSP MCU单片机
5-5 TI单片机MSP430芯片系列
5-5-1 MSP430F14X的电路结构简介
5-5-2 MSP430F14X的指令模态结构简介
5-5-3 MSP430F14X特殊外围电路简介
5-6 DSP单片机龙头TI的TMS320C54X系列
5-6-1 TMS320C542的CPU结构
5-6-2 TMS320C542寻址模式及其对应数据转载指令格式分析和分类
5-6-3 TMS320C54X的流水线(Pipeline)指令运算
5-6-4 TMS320C54X的外围电路
5-6-5 一个良好的DSP开发软件
5-7 新加坡商Cypress 的第一个含有USB外围单片机
5-7-1 USB接口简介
5-7-2 新加坡Cypress 的PSoC单片机
5-8 专为机电控制的TMS320F24X DSP单片机简介
5-9 练习
第6章 多重周期CPU的架构设计开发及模拟测试
6-1 SMCU的架构设计设置及模拟测试
6-2 实际SMCU 的40个指令以VHDL设计设置
6-3 实际SMCU 的测试程序编辑及其对应模拟波形
6-4 SMCU6的综合讨论
6-5 加入一个16位乘或除16位运算的CPU
6-5-1 以MAXPLUS2的MegaWinzard PlugIn Manager建立乘除法器元件库
6-5-2 引入乘除法器的电路描述
6-5-3 引入乘除法器的电路模拟及测试
6-6 讨论及实例
第7章 MIPS单一执行周期CPU架构设计设置及模拟测试
7-1 MIPS CPU的指令架构说明
7-2 简化的MIPS CPU架构设计描述
7-2-1 Fetch取指指令运算描述
7-2-2 Decode指令解码运算描述
7-2-3 Control 控制信号的解码输出描述
7-2-4 Dmemory 数据寄存器的读写控制描述
7-2-5 指令执行Exe 的执行描述
7-2-6 完整的简化MIPS组构描述
7-3 测试程序的编写
7-4 在MAXPLUS2的波形编辑模拟环境下作指令执行检测
7-5 练习和实例
第8章 流水线MIPS 设计及转移冒险的处理和测试
8-1 简介
8-2 MIPS流水线处理及设计描述
8-2-1 MIPS流水线的取指Fetch及程序计数器PC的运算
8-2-2 MIPS流水线的指令解码ID及寄存器内容的读写
8-2-3 MIPS流水线的指令控制信号Control输出电路设计描述
8-2-4 MIPS流水线的指令执行Execute电路设计描述
8-2-5 MIPS流水线的数据存储器的读写控制Dmemoryp电路设计描述
8-2-6 MIPS流水线的整合描述MIPS2T.VHD的电路设计描述
8-3 MIPS流水线CPU的功能模拟及检测
8-4 流水线对应于数据序执行所产生的数据冒险(Harzard)
8-5 流水线数据冒险(Harzard)自动处理的电路结构描述及检测
8-5-1 在第4层的数据存储器读出LW运算流水线数据冒险自动处理
8-5-2 如LW运算流水线数据冒险的STALL寄存运算模拟测试
8-6 练习与实例
第9章 32位存储器及寄存器的流水线MIPS结构
9-1 32位存储器及寄存器的流水线MIPS简介
9-1-1 取指的IFETC2TT4.VHD的修改
9-1-2 指令解码及寄存器的数据读写IDECODTT4.VHD的修改
9-1-3 数据存储器读写DMEMORYT4.VHD的修改
9-1-4 程序执行的EXECUTTT.VHD的修改
9-1-5 主构MIPS4TT.VHD电路的描述
9-1-6 程序执行模拟测试
9-2 32位流水线及冒险处理的MIPS4TT.VHD电路特性
9-3 LW运算流水线数据冒险做暂停STALL处理
9-4 练习与实例
第10章 高级MCU结构分析及ARM简介
10-1 TMS320C67X DSP单片机结构简介
10-1-1 TMS320C67X DSP单片机流水线运算结构简介
10-1-2 TMS320C6X 系列DSP单片机指令运算码
10-2 当代极省电且为可变化指令架构的新一代CPU代表ARM简介
10-2-1 EARM 7TDMI的特性
10-2-2 ARM 7TDMI的电路架构
10-3 ARM 7TDMI的指令运算架构
10-4 ARM 7TDMI的指令架构
10-4-1 对应以2到3个运算寄存器作数据处理指令
10-4-2 对应以寄存器作数据读写及寻址索引指令
10-4-3 对应以寄存器进行半字符数据及带符号的数据读写及寻址索引指令
10-4-4 寄存器群进行字符区块对应Rn进行存储器间接寻址及索引内容数据读写
10-4-5 以Rn进行内存间接寻址读取数据写入Rd后再被Rm写入的SWP指令
10-4-6 ARM的乘法器及其乘加器指令
10-4-7 ARM差值转移(Branch),Rx间接转移和PC连接(Link)转移指令
10-4-8 间接寻址内存数据与寄存器内容数据互换SWP指令
10-4-9 ARM的软件中断SWI指令
10-4-10 ARM的协同处理器(Coprocessor)及其对应指令
10-5 THUMB 指令群
10-5-1 THUMB 的ALU运算指令群
10-5-2 THUMB 的立即数据运算指令群
10-5-3 THUMB 的寄存器内容数据移位后的数据载存指令
10-5-4 内存数据与寄存器内容数据载存指令
10-5-5 以寄存器内容为内存寻址与寄存器内容作读写指令
10-5-6 以SP(R13)内容为内存寻址与寄存器内容进行读写指令
10-5-7 以SP(R13)或PC(R15)内容加上10位偏移值来设置寄存器指令
10-5-8 连续的对应多个寄存器和内存执行数据存取和PUSH/POP指令
10-5-9 有条件和无条件的程序转移(Branch)
10-5-10 软件设置程序中断SWI指令
10-6 涵盖ARM的系统芯片SOC简介
10-6-1 ATMEL的AT91M404XX系列嵌入式ARM芯片
10-6-2 TI的TMS320VC5472系列嵌入式ARM及DSP 54X系列SOC芯片
10-6-3 三星电子的KS320C5000系列嵌入式ARM系统SOC芯片
10-7 练习
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