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電腦系統貫通課程實踐教材(RISC-V架構電腦科學與技術雙色印刷面向新工科專業建設電腦系列教材國家級一流本科專業配套教材)

  • 作者:常瑞//申文博//吳磊//周亞金|責編:楊帆//薛陽
  • 出版社:清華大學
  • ISBN:9787302702788
  • 出版日期:2025/10/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:293
人民幣:RMB 69 元      售價:
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內容大鋼
    本書是一本面向64位RISC-V架構電腦系統設計的實驗指導教材。本書構建了一套完整的實驗體系,貫通了數字邏輯設計、電腦組成、彙編語言、操作系統、電腦體系結構等電腦系統類課程中的核心知識點及系統軟硬體設計。全書共三部分,包含24個實驗,從系統認知、設計、優化的角度層層深入,幫助讀者由淺入深地認識電腦系統的全貌。本書的內容打破了傳統電腦系統類課程間的壁壘,彌補了電腦系統類課程理論學習與真實系統之間的鴻溝,手把手引導讀者從零開始設計64位RISC-V架構的CPU和RV64操作系統內核,通過親自動手實驗,理解和掌握電腦系統的工作原理。
    本書適用於想了解和研究真實電腦系統運行基本原理和本質規律的讀者,可作為高等院校電腦大類相關專業,以及信息安全、網路空間安全、人工智慧、晶元設計等相關交叉專業的教學實驗指導書,也可以作為電腦系統相關方向工程技術人員的崗前培訓實驗指導用書。

作者介紹
常瑞//申文博//吳磊//周亞金|責編:楊帆//薛陽

目錄
第1部分  電腦系統Ⅰ——單周期CPU設計
  第1章  SysI-Lab1實驗準備
    1.1  實驗工具
    1.2  背景知識
      1.2.1  FPGA的發展歷程
      1.2.2  Verilog基礎知識
    1.3  實驗環境配置
      1.3.1  Linux環境配置
      1.3.2  SPICE模擬反相器
      1.3.3  Logisim電路模擬
    1.4  Verilator模擬測試
    1.5  Vivado操作流程
      1.5.1  FPGA上的Verilog實踐
      1.5.2  以二選一多路選擇器為例
    思考及練習
  第2章  SysI-Lab2多路選擇器
    2.1  實驗工具
    2.2  多路選擇器設計
      2.2.1  基本概念
      2.2.2  電路級別的實現
      2.2.3  四路選擇器的實現
    2.3  實驗步驟
    思考及練習
  第3章  SysI-Lab3七段數碼管
    3.1  實驗工具
    3.2  背景知識
      3.2.1  複合多路選擇器
      3.2.2  解碼器
      3.2.3  時鐘分頻器
      3.2.4  NEXYS A7-100T七段管
    3.3  實驗步驟
    思考及練習
  第4章  SysI-Lab4全加減法器
    4.1  實驗工具
    4.2  加法器設計
      4.2.1  加法器實驗原理
      4.2.2  加法器實驗步驟
    4.3  加減法器設計
      4.3.1  加減法器實驗原理
      4.3.2  64b加減法器實驗步驟
    思考及練習
  第5章  SysI-Lab5時序電路設計
    5.1  實驗工具
    5.2  時序電路設計基礎
      5.2.1  有限狀態機
      5.2.2  計數器
      5.2.3  分頻器
    5.3  計時器設計
      5.3.1  4位二進位計數器
      5.3.2  2位BCD碼計數器

      5.3.3  計時器實驗步驟
    5.4  乘法器設計
      5.4.1  乘法器實驗原理
      5.4.2  Booth演算法
      5.4.3  乘法器實驗步驟
    思考及練習
  第6章  SysI-Lab6卷積核實現
    6.1  實驗工具
    6.2  背景知識
      6.2.1  移位寄存器
      6.2.2  SystemVerilog語法
      6.2.3  Ready-Valid握手
    6.3  實驗原理
  ……
第2部分  電腦系統Ⅱ——簡易內核+流水線CPU設計
第3部分  電腦系統Ⅲ——定製化內核+CPU綜合設計
第4部分  附錄及常見問題
附錄A  硬體描述語言常見語句及電路圖
附錄B  配置IP核
附錄C  常見問題
參考文獻

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