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内容简介本书以开源

32 位软核处理器 OR1200 为研究对象,像引导读者如做解剖学实验那般,对其进行剖 析,力图使读者对教科书上介绍的处理器有一个实践上的认识,打破处理器令人高深莫测的印象,同时 使读者了解处理器设计的细节.

OR1200 包括 CPU、MMU、Cache、总线接口、电源管理、中断控制和 计时器单元等多个模块,对于不同的模块,根据其难易程度,采用指令驱动分析法、情景分析法及直接 分析源代码等不同的分析方法,便于读者理解. 通过阅读本书,读者可以掌握一款成熟的软核处理器 OR1200 的设计思路、实现方法,同时更加深 刻、具体地理解计算机组成原理、计算机体系结构等课程介绍的知识. 本书适合计算机专业的学生、FPGA 开发人员、处理器设计者、嵌入式系统应用开发工程师、对处 理器内部实现感兴趣的读者及对这个世界充满好奇心的读者阅读,也可以作为高等院校计算机组成原 理、计算机体系结构等课程的实践参考书. 未经许可,不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容. 版权所有,侵权必究. 图书在版编目(CIP)数据 步步惊 芯 :软核处理器内部设计分析/雷思磊著. ―北京:电子工业出版社,2013.7 ISBN 978-7-121-20489-0 Ⅰ. ①步… Ⅱ. ①雷… Ⅲ. ①微处理器-系统设计Ⅳ. ①TP332 中国版本图书馆 CIP 数据核字(2013)第106897 号 策划编辑:孙学瑛 责任编辑:刘舫特约编辑:赵树刚 印刷:北京中新伟业印刷有限公司 装订:北京中新伟业印刷有限公司 出版发行:电子工业出版社 北京市海淀区万寿路

173 信箱 邮编:100036 开本:787*1092 1/16 印张:31.25 字数:800 千字 印次:2013 年7月第

1 次印刷 印数:3000 册 定价:75.00 元(含光盘

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1 第1章OpenRISC 介绍 1.1 开源软核处理器 随着 FPGA 技术的发展,以及 EDA 软件工具的进步,如今的 FPGA 应用范围越来越广, 甚至出现了 SOPC(System-On-a-Programmable-Chip,可编程片上系统)的概念,用可编程逻 辑技术把整个系统放到一块可编程逻辑芯片上,其中可以包含处理器、DSP、RAM、ROM、 总线控制器、UART 控制器、以太网控制器、USB 控制器、JTAG 接口和 FPGA 编程接口等各 种功能模块,且每个功能模块都可以设计成为 IP(Intellectual Property)核.IP 核指的是完成 某种功能的设计模块.借助于 IP 核及一些标准的总线接口,硬件设计开发者可以像搭积木那 样搭建硬件平台. IP 核有

3 种:软核、固核和硬核.软核指的是在寄存器级或者门级对电路功能用 HDL (Hardware Description Language)进行描述,表现为 VHDL 或Verilog HDL 代码.软核与生产工 艺无关,不涉及物理实现,为后续设计留有很大的空间,增大了 IP 的灵活性和适应性.用户可 以对软核的功能加以裁剪以符合特定的应用,也可以对软核的参数进行设置,包括总线宽度、 存储器容量、使能或禁止某些功能块等.固核是完成了综合的功能块,通常以网表的形式提交 给用户使用.硬核指的是以版图的形式实现的设计模块,它基于一定的设计工艺,不同的用户 可以根据自己的需要选用特定生产工艺下的硬核.软核使用灵活,但其可预测性差,延时不一 定能达到要求;