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317千字 字数
2022-06-01 发行日期
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主编推荐语

本书以软/硬件结合的形式对处理器原理进行了深度分析。

内容简介

全书共11章，主要内容包括：计算机系统导论，数值的表示和运算，存储器的分类和原理，软件开发工具的下载、安装和应用，指令集架构，中央处理单元的架构，协处理器的架构，汇编语言的程序设计和实现，中断与异常的原理和实现，c语言的程序设计和分析，以及异步串口原理和通信的实现。

本书侧重于对构成微型计算机系统的硬件和软件要素原理的介绍，目的是使读者掌握设计与分析计算机系统硬件和软件要素的一般方法，这些分析方法对于基于其他架构的计算机系统或嵌入式系统同样适用。通过对C语言、汇编语言和机器指令三者之间关系的深度分析，使读者能够将计算机系统的“软件”和“硬件”进行系统化深度融合。

目录

  • 版权信息
  • 内容简介
  • 推荐序
  • 前言
  • 第1章 微型计算机系统导论
  • 1.1 微型计算机的概念
  • 1.2 主流的处理器架构
  • 1.2.1 LoongArch架构
  • 1.2.2 x86架构
  • 1.2.3 PowerPC架构
  • 1.2.4 Arm架构
  • 1.2.5 MIPS架构
  • 1.2.6 RISC-V架构
  • 1.3 龙芯处理器基础知识
  • 1.3.1 龙芯处理器发展历程
  • 1.3.2 龙芯处理器核的种类和性能
  • 1.3.3 龙芯产品分类
  • 1.4 龙芯1B处理器的构成要素
  • 1.4.1 计算机系统的构成要素
  • 1.4.2 龙芯1B处理器架构
  • 1.4.3 龙芯1B处理器的时钟系统
  • 1.5 计算机系统评价指标和方法
  • 1.5.1 计算机系统评价的背景
  • 1.5.2 计算机宏观评价指标
  • 1.5.3 处理器的评价指标
  • 第2章 数值的表示和运算
  • 2.1 数的十进制表示方法
  • 2.1.1 十进制整数的表示方法
  • 2.1.2 十进制纯小数的表示方法
  • 2.1.3 十进制小数的表示方法
  • 2.2 整数的二进制表示方法
  • 2.2.1 使用二进制数表示正整数
  • 2.2.2 使用二进制数表示负整数
  • 2.2.3 二进制整数的加法运算规则
  • 2.2.4 二进制整数的减法运算规则
  • 2.2.5 二进制整数的乘法运算规则
  • 2.2.6 二进制整数的除法运算规则
  • 2.3 小数的二进制表示方法
  • 2.3.1 定点二进制数格式
  • 2.3.2 定点二进制小数的运算
  • 2.3.3 浮点二进制数格式
  • 2.4 十六进制数的表示方法
  • 2.5 八进制数的表示方法
  • 第3章 存储器的分类和原理
  • 3.1 存储器的分类
  • 3.1.1 易失性存储器
  • 3.1.2 非易失性存储器
  • 3.2 SRAM存储器原理
  • 3.2.1 SRAM存储器结构
  • 3.2.2 SRAM访问时序
  • 3.2.3 SRAM的扩展实例
  • 3.3 DRAM存储器原理
  • 3.3.1 基本感应放大器的电路结构和原理
  • 3.3.2 SDRAM的控制信号
  • 3.3.3 SDR SDRAM实例
  • 3.3.4 DDR SDRAM实例
  • 3.3.5 DDR2 SDRAM实例
  • 3.3.6 SDRAM的扩展
  • 3.4 Flash存储器原理
  • 3.4.1 浮栅MOSFET的原理
  • 3.4.2 NOR闪存
  • 3.4.3 NAND闪存
  • 第4章 软件开发工具的下载、安装和应用
  • 4.1 软件开发工具的下载和安装
  • 4.1.1 MSYS工具的下载和安装
  • 4.1.2 龙芯集成开发环境的下载和安装
  • 4.1.3 驱动程序的重新安装
  • 4.1.4 GNU工具链的下载和安装
  • 4.2 龙芯集成开发环境基本设计流程
  • 4.2.1 启动集成开发环境
  • 4.2.2 配置开发环境参数
  • 4.2.3 GNU工具链原理及配置
  • 4.2.4 建立新的设计工程
  • 4.2.5 修改C语言源文件
  • 4.2.6 编译设计和编译设置
  • 4.2.7 调试设计
  • 4.3 小结
  • 第5章 指令集架构
  • 5.1 字节顺序和端
  • 5.1.1 大端顺序
  • 5.1.2 小端顺序
  • 5.2 指令集架构的概念
  • 5.3 指令的基本概念
  • 5.3.1 指令通道的概念
  • 5.3.2 指令的内容
  • 5.3.3 指令长度
  • 5.3.4 代码密度
  • 5.4 MIPS指令架构的发展和特征
  • 5.4.1 指令架构的发展
  • 5.4.2 加载和存储架构
  • 5.5 MIPS寄存器集
  • 5.5.1 CPU通用寄存器
  • 5.5.2 CPU特殊寄存器
  • 5.6 MIPS指令类型
  • 5.6.1 R型指令
  • 5.6.2 I型指令
  • 5.6.3 J型指令
  • 5.7 MIPS指令寻址方式
  • 5.7.1 寄存器寻址
  • 5.7.2 立即数寻址
  • 5.7.3 基地址寻址
  • 5.7.4 PC相对寻址
  • 5.7.5 伪直接寻址
  • 5.8 MIPS32指令集
  • 5.8.1 算术类指令
  • 5.8.2 移位指令
  • 5.8.3 逻辑指令
  • 5.8.4 移动指令
  • 5.8.5 加载和保存指令
  • 5.8.6 插入和提取指令
  • 5.8.7 指令控制指令
  • 5.8.8 分支和跳转指令
  • 5.8.9 陷阱指令
  • 第6章 中央处理单元的架构
  • 6.1 冯·诺依曼结构和哈佛结构
  • 6.1.1 冯·诺依曼结构
  • 6.1.2 哈佛结构
  • 6.2 存储器系统的分层结构和访问类型
  • 6.2.1 存储器系统的分层结构
  • 6.2.2 存储器系统的访问类型
  • 6.3 龙芯处理器高速缓存的映射及管理
  • 6.3.1 高速缓存的背景
  • 6.3.2 高速缓存的优势和问题
  • 6.3.3 高速缓存的结构与操作
  • 6.3.4 指令高速缓存
  • 6.3.5 数据高速缓存
  • 6.3.6 缓存算法和缓存一致性属性
  • 6.3.7 缓存的维护
  • 6.4 存储器管理单元的结构和管理
  • 6.4.1 处理器模式
  • 6.4.2 基本概念
  • 6.4.3 物理结构
  • 6.4.4 虚拟地址到物理地址的转换
  • 6.4.5 TLB操作指令
  • 6.4.6 命中、未命中和多次匹配
  • 6.4.7 固定映射MMU
  • 6.5 GS232处理器内核原理和关键技术
  • 6.5.1 算术逻辑单元
  • 6.5.2 流水线的原理
  • 6.5.3 分支预测机制
  • 6.5.4 静态分支预测
  • 6.5.5 动态分支预测
  • 6.5.6 流水线的实现
  • 6.6 处理器系统的地址分配和映射
  • 6.6.1 一级AXI交叉开关上模块的地址空间
  • 6.6.2 AXI MUX下各个模块的地址空间
  • 6.6.3 APB各个模块的地址空间分配
  • 第7章 协处理器的架构
  • 7.1 协处理器0的功能
  • 7.2 协处理器0中的寄存器
  • 7.3 协处理器0指令格式及功能
  • 7.4 协处理器0操作实例
  • 第8章 汇编语言的程序设计和实现
  • 8.1 汇编语言程序框架
  • 8.1.1 汇编语言中的段
  • 8.1.2 汇编语言中的伪指令
  • 8.2 汇编语言语法格式
  • 8.2.1 空白
  • 8.2.2 注释
  • 8.2.3 标识符
  • 8.2.4 常数
  • 8.2.5 段和重定位
  • 8.2.6 符号
  • 8.2.7 表达式
  • 8.2.8 汇编器命令
  • 8.2.9 公共宏
  • 8.3 汇编器支持的伪指令格式和功能
  • 8.4 MIPS相关特性
  • 8.5 链接脚本文件
  • 8.6 汇编语言实例一：冒泡排序算法的实现和分析
  • 8.7 汇编语言实例二：通用输入和输出端口的驱动
  • 8.7.1 引脚复用的原理
  • 8.7.2 GPIO寄存器功能
  • 8.7.3 MUX寄存器功能
  • 8.7.4 GPIO驱动和控制的硬件设计
  • 8.7.5 GPIO驱动和输入的程序设计
  • 8.8 汇编语言实例三：看门狗定时器的应用
  • 8.8.1 看门狗定时器的原理
  • 8.8.2 看门狗定时器的寄存器功能
  • 8.8.3 看门狗机制的应用
  • 第9章 中断与异常的原理和实现
  • 9.1 基本概念
  • 9.1.1 事件的定义
  • 9.1.2 异常和中断的优势
  • 9.1.3 MIPS支持的中断模式
  • 9.1.4 中断向量的概念
  • 9.2 中断原理
  • 9.2.1 处理器采纳中断的条件
  • 9.2.2 向量中断模式
  • 9.2.3 为向量中断生成异常向量偏移
  • 9.2.4 龙芯1B处理器的中断控制器
  • 9.3 异常原理
  • 9.3.1 异常向量的位置
  • 9.3.2 通用异常处理
  • 9.3.3 异常处理过程
  • 9.4 中断触发和处理的实现
  • 9.4.1 异常/中断入口的定位
  • 9.4.2 中断的初始化
  • 9.4.3 中断句柄的功能
  • 9.5 定时器原理和中断的实现
  • 9.5.1 定时器中断的原理
  • 9.5.2 定时器中断的初始化
  • 9.5.3 定时器中断句柄的功能
  • 第10章 C语言的程序设计和分析
  • 10.1 基本数据类型的表示
  • 10.2 基本数据类型的扩展
  • 10.2.1 bool数据类型
  • 10.2.2 定宽整数类型
  • 10.3 复杂数据类型的表示
  • 10.3.1 数组数据类型
  • 10.3.2 指针数据类型
  • 10.3.3 结构数据类型
  • 10.3.4 联合数据类型
  • 10.3.5 枚举数据类型
  • 10.4 描述语句
  • 10.4.1 条件指令
  • 10.4.2 开关语句
  • 10.4.3 循环语句
  • 10.5 函数调用和返回
  • 10.5.1 寄存器的使用规则
  • 10.5.2 堆栈帧
  • 10.6 内嵌汇编
  • 第11章 异步串口原理和通信的实现
  • 11.1 RS-232协议规范
  • 11.1.1 RS-232传输特点
  • 11.1.2 RS-232数据传输格式
  • 11.1.3 RS-232电气标准
  • 11.1.4 RS-232参数设置
  • 11.1.5 RS-232连接器
  • 11.2 龙芯1B处理器中UART模块原理
  • 11.2.1 UART寄存器组的基地址
  • 11.2.2 UART寄存器组的功能
  • 11.3 PuTTY工具的下载和安装
  • 11.4 异步串口通信的设计和实现
  • 11.4.1 串口通信的汇编语言设计和实现
  • 11.4.2 串口通信的C语言设计和实现
  • 11.4.3 总结
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出版方

电子工业出版社

电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。