数字设计和计算机体系结构-原书第2版

目录digital design and computer architecture,second edition出版者的话译者序本书赞誉前言第1章二进制111课程计划112控制复杂性的艺术1121抽象1122约束2123三y原则313数字抽象314数制4141十进制数4142二进制数5143十六进制数6144字节、半字节和全字7145二进制加法8146有符号的二进制数815逻辑门10151非门11152缓冲器11153与门11154或门11155其他两输入逻辑门11156多输入门1216数字抽象13161电源电压13162逻辑电平13163噪声容限13164直流电压传输特性14165静态约束1517cmos晶体管*16171半导体16172二极管17173电容17174nmos和pmos晶体管17175cmos非门19176其他cmos逻辑门19177传输门20178类nmos逻辑2018功耗*2119总结和展望22习题22面试问题28第2章组合逻辑设计2921引言2922布尔表达式31221术语31222与或式31223或与式3223布尔代数33231公理33232单变量定理33233多变量定理34234定理的统一证明方法35235等式化简3624从逻辑到门3725多级组合逻辑39251减少硬件39252推气泡4026x和z41261非法值x41262浮空值z4127卡诺图42271画圈的原理43272卡诺图化简逻辑44273无关项46274小结4728组合逻辑模块47281复用器47282译码器5029时序51291传播延迟和*小延迟51292毛刺54210总结55习题55面试问题60第3章时序逻辑设计6131引言6132锁存器和触发器61321sr锁存器62322d锁存器63323d触发器64324寄存器64325带使能端的触发器65326带复位功能的触发器65327晶体管级锁存器和触发器的设计*66328小结6633同步逻辑设计67331一些有问题的电路67332同步时序电路68333同步电路和异步电路7034有限状态机70341有限状态机设计实例70342状态编码74343moore型状态机和mealy型状态机76344状态机的分解79345由电路图导出状态机80346有限状态机小结8235时序逻辑的时序82351动态约束83352系统时序83353时钟偏移*87354亚稳态88355同步器89356分辨时间的推导*9036并行9237总结94习题95面试问题100第4章硬件描述语言10141引言101411模块101412硬件描述语言的起源101413模拟和综合10242组合逻辑104421位运算符104422注释和空白104423缩位运算符106424条件赋值106425内部变量106426优先级109427数字109428z和x110429位混合1114210延迟11243结构化建模11344时序逻辑115441寄存器115442复位寄存器115443带使能端的寄存器116444多寄存器116445锁存器11945更多组合逻辑119451case语句120452if语句122453带有无关项的真值表122454阻塞赋值和非阻塞赋值12446有限状态机12747数据类型*130471systemverilog130472vhdl13148参数化模块*13349测试程序135410总结138习题138面试问题145第5章数字模块14651引言14652算术电路146521加法146522减法151523比较器152524算术逻辑单元153525移位器和循环移位器154526乘法*155527除法*156528补充阅读15653数制157531定点数157532浮点数*15754时序电路模块160541计数器160542移位寄存器16055存储器阵列162551概述162552动态随机访问存储器164553静态随机访问存储器165554面积和延迟165555寄存器文件165556只读存储器165557使用存储器阵列的逻辑167558存储器hdl16756逻辑阵列168561可编程逻辑阵列169562现场可编程逻辑门阵列169563阵列实现*17357总结174习题174面试问题180第6章体系结构18161引言18162汇编语言182621指令182622操作数：寄存器、存储器和常数18363机器语言187631r类型指令187632l类型指令188633j类型指令189634解释机器语言代码189635存储程序18964编程190641算术/逻辑指令190642分支193643条件语句194644循环195645数组197646函数调用20065寻址方式20666编译、汇编和装入208661内存映射208662转换成二进制代码和开始执行程序20967其他主题*211671伪指令211672异常212673有符号指令和无符号指令212674浮点指令21368从现实世界看：x86结构*214681x86寄存器215682x86操作数215683状态标志216684x86指令集216685x86指令编码218686x86的其他特性219687小结21969总结219习题220面试问题227第7章微体系结构22871引言228711体系结构状态和指令集228712设计过程229713mips微体系结构23072性能分析23073单周期处理器231731单周期数据路径231732单周期控制235733更多指令237734性能分析23974多周期处理器240741多周期数据路径240742多周期控制244743更多指令252744性能分析25475流水线处理器255751流水线数据路径257752流水线控制258753冲突258754更多指令269755性能分析26976硬件描述语言表示*270761单周期处理器270762通用模块274763基准测试程序27677异常*27978高级微体系结构*281781深流水线282782分支预测282783超标量处理器284784乱序处理器285785寄存器重命名287786单指令流多数据288787多线程288788同构多处理器289789异构多处理器28979从现实世界看：x86微体系结构*290710总结295习题296面试问题300第8章存储器和输入/输出系统30181引言30182存储器系统性能分析30483高速缓存305831高速缓存中存放的数据305832高速缓存中的数据查找305833数据的替换311834高级高速缓存设计*312835mips高速缓存的发展*31484虚拟存储器315841地址转换316842页表317843转换后备缓冲器318844存储器保护319845替换策略*319846多级页表*31985i/o简介32186嵌入式i/o系统322861pic32mx675f512h微控制器322862通用数字i/o326863串行i/o328864计时器336865中断337866模拟i/o339867其他微控制器外设34387pc i/o系统358871usb359872pci和pci express360873ddr3内存360874网络360875sata361876连接到pc36188从现实世界看：x86存储器和i/o系统*363881x86高速缓存系统363882x86虚拟存储器364883x86可编程i/o36589总结365后记365习题365面试问题371附录a数字系统实现372附录bmips指令396附录cc语言编程400附录dmips处理器的fpga实现433补充阅读452索引454