計算機組成原理與接口技術——基於MIPS架構（第2版）

《計算機組成原理與接口技術——基於MIPS架構（第2版）》是2020年清華大學出版社出版的圖書，作者是左冬紅。

基本介紹

• 書名：計算機組成原理與接口技術——基於MIPS架構（第2版）
• 作者：左冬紅
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2020年6月1日
• ISBN：9787302546566

圖書簡介

計算機組成原理與接口技術——基於MIPS架構（第2版）

定價：69.80元

印次：2-1

內容簡介

作者在總結教學經驗基礎上，對《計算機組成原理與接口技術》進行了修訂, 以MIPS微處理器為背景，全面闡述了計算機組成原理與接口技術。 本書同時配有豐富的教學資源，適合作為“計算機組成原理”“微機原理與接口技術”等課程的教材，並可作為從事計算機套用技術的工程技術人員的參考用書。

目錄

第1章計算機基礎

1.1計算機發展簡史

1.2計算機系統構成

1.2.1中央處理器CPU

1.2.2匯流排

1.2.3存儲器

1.2.4輸入/輸出接口員肯

1.2.5輸入/輸出設備

1.3計算機工作原理

1.4計算機系統結構模型

1.5計算機系統中的信息表凶斷您棕示

1.5.1不同數制及其相互轉換

1.5.2整數在計算機中的表示

1.5.3小數在計算機中的表示

1.5.4字元在計算機中的表示

1.6計算機運算基礎

1.6.1無符號數運算

1.6.2符號數運算

1.6.3浮點數運算

1.7計算機系統檔付殃中數據的存儲

1.7.1存儲位元組序

1.7.2C語言數據

本章小結

思考與練習

第2章彙編語言

2.1計算機語言

2.2計算機指令架構

2.3MIPS彙編指令一般格式

2.4MIPS指令運算元

2.4.1暫存器運算元

2.4.2存儲器運算元

2.4.3立即數

2.5MIPS指令編碼

2.5.1R型指令

2.5.2I型指令

2.5.3J型指令

2.6常用榜雄熱MIPS彙編指令

2.6.1數據傳送指令

2.6.2算術運算指令

2.6.3位運算指令

2.6.4程式控制類指令

2.7子程式原理

2.7.1子程式相關指令

2.7.2棧

2.7.3子程式嵌套調用

2.7.4程式的存儲映像

2.8字元數據處理

2.9定址原理

2.9.1運算元定址

2.9.2指令定址

2.10編譯、彙編、連結、裝載過程

2.10.1編譯

2.10.2彙編

2.10.3連結

2.10.4裝載

2.11彙編程式設計

2.11.1偽指令

2.11.2宏指令

2.11.3系統功能調用

2.11.4彙編程式設計舉例

2.12Intel x86微處理器指令集簡介

本章小結

思考與練習

第3章微處理器

3.1微處理器基本結構

3.2單周期簡單指令集MIPS微處理器設計

3.2.1簡單指令集MIPS微處理器數據通路

3.2.2簡單指令集MIPS微處理器控制器

3.2.3簡單指令集MIPS微處理器典型指令執行過程

3.3微處理器新技術

3.3.1流水線技術

3.3.2超標量技術

3.3.3多核處理器

3.4微處理器異常處理機制

3.4.1異常事夜請拔盛件識別

3.4.2斷點保存和返回

3.4.3異常處理程式進入方式

3.5微處理器外部接口

3.5.1Intel x86微處理器外部接口察謎厚示例

3.5.2嵌入式微處理器外部接口示例

3.6MicroBlaze微處理器簡介

3.6.1指令架構

3.6.2暫存器

3.6.3外部接口

3.6.4最小系統

本章小結

思考與練習

第4章存儲系統

4.1分級存儲系統

4.2高速快取

4.2.1映射策略

4.2.2讀策略

4.2.3寫策略

4.2.4替換策略

4.3虛擬存儲器

4.3.1記憶體分段管理

4.3.2記憶體分頁管理

4.3.3記憶體段頁式管理

4.3.4分頁虛擬存儲器管理

4.4存儲系統分級協同

4.5實例

本章小結

思考與練習

第5章匯流排技術

5.1計算機匯流排結構

5.1.1單匯流排結構

5.1.2雙匯流排結構

5.1.3多匯流排結構

5.2匯流排技術基礎

5.2.1分類

5.2.2性能指標

5.2.3匯流排通信流程

5.2.4仲裁策略

5.2.5信息傳輸與錯誤檢測

5.2.6定時方式

5.2.7操作類型

5.3AXI片內匯流排

5.3.1AXI匯流排結構

5.3.2AXI匯流排信號

5.3.3AXI匯流排操作時序

5.4PCI局部匯流排

5.4.1PCI匯流排信號

5.4.2PCI匯流排時序

5.5常見外部匯流排簡介

5.5.1SATA匯流排

5.5.2USB通用串列匯流排

5.5.3UART通用異步祖埋再串列通信匯流排

5.5.4SPI串列外設匯流排

5.5.5I2C匯流排

本章小結

思考與練習

第6章半導體存儲器接口

6.1半導體存儲晶片分類

6.2典型存儲晶片

6.2.1異步SRAM存儲晶片

6.2.2NOR Flash存儲晶片

6.2.3NAND Flash存儲晶片

6.2.4同步SSRAM存儲晶片

6.2.5SDRAM存儲晶片

6.2.6DDR2 SDRAM存儲晶片

6.3存儲器接口設計

6.3.1存儲容量擴展

6.3.2存儲空間映射

6.3.3存儲器組織結構

6.3.4多類型數據訪問存儲器接口

6.4存儲控制器

6.4.1AXI EMC存儲控制器

6.4.2DRAM存儲控制器

6.5記憶體條簡介

本章小結

思考與練習

第7章I/O接口

7.1接口基本概念

7.1.1接口功能

7.1.2接口構成

7.1.3I/O接口數據傳送方式

7.1.4接口電路數據傳送控制方式

7.2I/O定址

7.2.1獨立I/O定址

7.2.2存儲器映像I/O定址

7.3連線埠讀寫指令及函式

7.3.1連線埠讀寫彙編指令

7.3.2Standalone BSP C語言連線埠讀寫函式

7.4I/O接口匯流排控制邏輯

7.4.1地址匯流排

7.4.2數據匯流排

7.4.3控制匯流排

7.5常用數字並行I/O設備接口

7.5.1獨立開關接口

7.5.2獨立發光二極體接口

7.5.3矩陣鍵盤接口

7.5.4七段數碼管接口

7.5.5LED點陣接口

7.6模擬設備並行I/O接口

7.6.1ADC1210簡介

7.6.2ADC1210接口

7.7通用並行I/O接口

7.7.1GPIO IP核

7.7.2Standalone BSP GPIO宏定義

7.7.3GPIO套用示例

7.8外設控制器

7.8.1AXI匯流排EPC

7.8.2EPC套用示例

本章小結

思考與練習

第8章中斷技術

8.1中斷控制器構成

8.1.1中斷請求信號保持與清除

8.1.2中斷源識別

8.1.3中斷優先權

8.1.4中斷控制

8.2中斷控制器AXI INTC

8.2.1基本結構

8.2.2中斷處理流程

8.2.3中斷信號時序

8.2.4套用電路

8.2.5編程控制

8.3微處理器中斷回響過程

8.3.1微處理器中斷回響一般過程

8.3.2MicroBlaze中斷回響過程

8.3.3中斷控制程式

8.4中斷控制相關C語言程式設計基礎

8.4.1mbgcc編譯器中斷服務程式定義

8.4.2Standalone BSP MicroBlaze中斷相關API函式

8.4.3Standalone BSP INTC相關宏定義

8.4.4AXI INTC普通中斷模式中斷控制程式設計

8.4.5AXI INTC快速中斷模式中斷控制程式設計

8.5中斷套用示例

8.5.1GPIO中斷

8.5.2定時器中斷

8.5.3SPI匯流排接口中斷

8.5.4多中斷源套用示例

本章小結

思考與練習題

第9章DMA技術

9.1DMA傳輸基本原理

9.1.1DMA傳輸系統

9.1.2DMA傳輸方向

9.1.3DMA傳輸模式

9.1.4DMA傳輸流程

9.1.5DMA回響條件

9.2DMA控制器

9.2.1AXI CDMA結構

9.2.2AXI CDMA控制流程

9.2.3Standalone BSP CDMA宏定義

9.3CDMA套用示例

9.3.1UARTLite IP核簡介

9.3.2簡單DMA傳輸

9.3.3分散/聚集DMA傳輸

本章小結

思考與練習題

第10章人機接口

10.1圖形顯示輸出設備

10.1.1液晶顯示器

10.1.2液晶顯示屏接口

10.1.3液晶顯示器接口標準

10.1.4顯示設備標準

10.2VGA接口控制器

10.2.1VGA時序

10.2.2VGA控制器

10.2.3VGA控制器設計

10.2.4AXI TFT控制器

10.2.5顯示套用示例

10.3鍵盤及滑鼠輸入設備

10.3.1鍵盤

10.3.2滑鼠

10.4PS/2協定

10.4.1PS/2設備到計算機的通信

10.4.2計算機到PS/2設備的通信

10.4.3PS/2控制器

10.4.4鍵盤控制程式示例

10.4.5滑鼠控制程式示例

本章小結

思考與練習

附錄常用MIPS整數指令編碼

參考文獻

2.11.1偽指令

2.11.2宏指令

2.11.3系統功能調用

2.11.4彙編程式設計舉例

2.12Intel x86微處理器指令集簡介

本章小結

思考與練習

第3章微處理器

3.1微處理器基本結構

3.2單周期簡單指令集MIPS微處理器設計

3.2.1簡單指令集MIPS微處理器數據通路

3.2.2簡單指令集MIPS微處理器控制器

3.2.3簡單指令集MIPS微處理器典型指令執行過程

3.3微處理器新技術

3.3.1流水線技術

3.3.2超標量技術

3.3.3多核處理器

3.4微處理器異常處理機制

3.4.1異常事件識別

3.4.2斷點保存和返回

3.4.3異常處理程式進入方式

3.5微處理器外部接口

3.5.1Intel x86微處理器外部接口示例

3.5.2嵌入式微處理器外部接口示例

3.6MicroBlaze微處理器簡介

3.6.1指令架構

3.6.2暫存器

3.6.3外部接口

3.6.4最小系統

本章小結

思考與練習

第4章存儲系統

4.1分級存儲系統

4.2高速快取

4.2.1映射策略

4.2.2讀策略

4.2.3寫策略

4.2.4替換策略

4.3虛擬存儲器

4.3.1記憶體分段管理

4.3.2記憶體分頁管理

4.3.3記憶體段頁式管理

4.3.4分頁虛擬存儲器管理

4.4存儲系統分級協同

4.5實例

本章小結

思考與練習

第5章匯流排技術

5.1計算機匯流排結構

5.1.1單匯流排結構

5.1.2雙匯流排結構

5.1.3多匯流排結構

5.2匯流排技術基礎

5.2.1分類

5.2.2性能指標

5.2.3匯流排通信流程

5.2.4仲裁策略

5.2.5信息傳輸與錯誤檢測

5.2.6定時方式

5.2.7操作類型

5.3AXI片內匯流排

5.3.1AXI匯流排結構

5.3.2AXI匯流排信號

5.3.3AXI匯流排操作時序

5.4PCI局部匯流排

5.4.1PCI匯流排信號

5.4.2PCI匯流排時序

5.5常見外部匯流排簡介

5.5.1SATA匯流排

5.5.2USB通用串列匯流排

5.5.3UART通用異步串列通信匯流排

5.5.4SPI串列外設匯流排

5.5.5I2C匯流排

本章小結

思考與練習

第6章半導體存儲器接口

6.1半導體存儲晶片分類

6.2典型存儲晶片

6.2.1異步SRAM存儲晶片

6.2.2NOR Flash存儲晶片

6.2.3NAND Flash存儲晶片

6.2.4同步SSRAM存儲晶片

6.2.5SDRAM存儲晶片

6.2.6DDR2 SDRAM存儲晶片

6.3存儲器接口設計

6.3.1存儲容量擴展

6.3.2存儲空間映射

6.3.3存儲器組織結構

6.3.4多類型數據訪問存儲器接口

6.4存儲控制器

6.4.1AXI EMC存儲控制器

6.4.2DRAM存儲控制器

6.5記憶體條簡介

本章小結

思考與練習

第7章I/O接口

7.1接口基本概念

7.1.1接口功能

7.1.2接口構成

7.1.3I/O接口數據傳送方式

7.1.4接口電路數據傳送控制方式

7.2I/O定址

7.2.1獨立I/O定址

7.2.2存儲器映像I/O定址

7.3連線埠讀寫指令及函式

7.3.1連線埠讀寫彙編指令

7.3.2Standalone BSP C語言連線埠讀寫函式

7.4I/O接口匯流排控制邏輯

7.4.1地址匯流排

7.4.2數據匯流排

7.4.3控制匯流排

7.5常用數字並行I/O設備接口

7.5.1獨立開關接口

7.5.2獨立發光二極體接口

7.5.3矩陣鍵盤接口

7.5.4七段數碼管接口

7.5.5LED點陣接口

7.6模擬設備並行I/O接口

7.6.1ADC1210簡介

7.6.2ADC1210接口

7.7通用並行I/O接口

7.7.1GPIO IP核

7.7.2Standalone BSP GPIO宏定義

7.7.3GPIO套用示例

7.8外設控制器

7.8.1AXI匯流排EPC

7.8.2EPC套用示例

本章小結

思考與練習

第8章中斷技術

8.1中斷控制器構成

8.1.1中斷請求信號保持與清除

8.1.2中斷源識別

8.1.3中斷優先權

8.1.4中斷控制

8.2中斷控制器AXI INTC

8.2.1基本結構

8.2.2中斷處理流程

8.2.3中斷信號時序

8.2.4套用電路

8.2.5編程控制

8.3微處理器中斷回響過程

8.3.1微處理器中斷回響一般過程

8.3.2MicroBlaze中斷回響過程

8.3.3中斷控制程式

8.4中斷控制相關C語言程式設計基礎

8.4.1mbgcc編譯器中斷服務程式定義

8.4.2Standalone BSP MicroBlaze中斷相關API函式

8.4.3Standalone BSP INTC相關宏定義

8.4.4AXI INTC普通中斷模式中斷控制程式設計

8.4.5AXI INTC快速中斷模式中斷控制程式設計

8.5中斷套用示例

8.5.1GPIO中斷

8.5.2定時器中斷

8.5.3SPI匯流排接口中斷

8.5.4多中斷源套用示例

本章小結

思考與練習題

第9章DMA技術

9.1DMA傳輸基本原理

9.1.1DMA傳輸系統

9.1.2DMA傳輸方向

9.1.3DMA傳輸模式

9.1.4DMA傳輸流程

9.1.5DMA回響條件

9.2DMA控制器

9.2.1AXI CDMA結構

9.2.2AXI CDMA控制流程

9.2.3Standalone BSP CDMA宏定義

9.3CDMA套用示例

9.3.1UARTLite IP核簡介

9.3.2簡單DMA傳輸

9.3.3分散/聚集DMA傳輸

本章小結

思考與練習題

第10章人機接口

10.1圖形顯示輸出設備

10.1.1液晶顯示器

10.1.2液晶顯示屏接口

10.1.3液晶顯示器接口標準

10.1.4顯示設備標準

10.2VGA接口控制器

10.2.1VGA時序

10.2.2VGA控制器

10.2.3VGA控制器設計

10.2.4AXI TFT控制器

10.2.5顯示套用示例

10.3鍵盤及滑鼠輸入設備

10.3.1鍵盤

10.3.2滑鼠

10.4PS/2協定

10.4.1PS/2設備到計算機的通信

10.4.2計算機到PS/2設備的通信

10.4.3PS/2控制器

10.4.4鍵盤控制程式示例

10.4.5滑鼠控制程式示例

本章小結

思考與練習

附錄常用MIPS整數指令編碼

參考文獻