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微处理器设计:架构.电路及实现 版权信息
- ISBN：9787508856223
- 条形码：9787508856223 ; 978-7-5088-5622-3
- 装帧：简装
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
微处理器设计:架构.电路及实现 内容简介
本书将介绍并分析微处理器的系统架构、电路设计、物理实现等各方面的关键技术，兼具广度和深度。本书既包含微处理器设计的基本知识，如：指令集、流水线、超标量、层次型存储结构及基本存储单元的实现，又将深入介绍若干前研研究，如：多核处理器、新型存储、处理器架构扩展、3D处理器、与器件工艺的结合等关键技术，本书很后还将介绍若干靠前外重要的处理器。
微处理器设计:架构.电路及实现 目录
序
前言
第1章 微处理器设计概论
1.1 微处理器发展简史
1.1.1 集成电路制造、设计、软件等技术合力推动微处理器的发展
1.1.2 微处理器的参数指标及应用领域的巨大变化
1.1.3 若干微处理器发展的例子
1.1.4 集成电路制造及微处理器设计面临的挑战和机遇
1.2 微处理器的基本组成及工作机理
1.2.1 微处理器的基本组成
1.2.2 微处理器的工作步骤
1.2.3 顺序串行执行的指令集结构和乱序并行执行的微结构
1.3 微处理器若干关键技术概述
1.3.1 指令集
1.3.2 流水线
1.3.3 指令集并行及超标量处理器
1.4 本章小结
参考文献
第2章 微处理器的存储架构及电路
2.1 存储的层次化结构及缓存
2.1.1 存储的层次化结构概述
2.1.2 存储访问的局部性
2.1.3 缓存
2.1.4 虚拟存储
2.2 存储的电路实现
2.2.1 缓存实现电路――SRAM
2.2.2 寄存器堆实现电路――多端口SRAM
2.2.3 内存实现电路――DRAM
2.2.4 非易失存储――机械硬盘及闪存固态硬盘
2.3 新型非易失存储
2.3.1 阻变存储器
2.3.2 磁存储器
2.3.3 相变存储器
2.4 存储与计算的融合――计算型存储
2.4.1 计算型存储研究产生的背景
2.4.2 基于DRAM的计算型存储研究
2.4.3 基于SRAM的计算型存储研究
2.4.4 非易失存储与计算的结合
2.5 本章小结
参考文献
第3章 多核及众核处理器
3.1 多核处理器的缘起
3.1.1 单核处理器面临的挑战
3.1.2 应对方案――多核及众核处理器
3.2 若干研究历史及成果
3.2.1 起步：20世纪七八十年代的研究
3.2.2 兴起：2000年后的多核处理器研究
3.2.3 成熟：20核左右通用多核处理器
3.3 多核处理器的核间通信方式
3.3.1 共享存储及消息传递核间通信方式
3.3.2 共享存储多核处理器的缓存一致性
3.3.3 共享存储和消息传递混合型核间通信方式研究
3.4 片上互连网络
3.4.1 互连拓扑结构及路由
3.4.2 交换电路：包交换及电路交换
3.4.3 包交换和电路交换混合型片上网络研究
3.5 面向多核及众核的时钟设计
3.5.1 同步时钟的设计
3.5.2 同频异相时钟多核处理器
3.5.3 全局异步局部同步多核处理器
3.6 电压频率可调的低功耗多核处理器设计
3.6.1 基于动态电压及阈值电压控制的低功耗处理器设计
3.6.2 基于动态电压频率控制的低功耗多核处理器举例
3.7 本章小结
参考文献
第4章 微处理器扩展――领域专用的“CPU+”系统
4.1 微处理器的扩展方式
4.1.1 ASIP
4.1.2 Big.Little架构
4.1.3 CPU+GPU
4.1.4 CPU+FPGA
4.1.5 CPU+ASIC
4.2 异构系统的互连
4.2.1 CCIX互连标准
4.2.2 OpenCAPI互连
4.2.3 NVLink
4.3 异构系统的编程
4.3.1 CUDA架构及编程
4.3.2 OPENCL编程
4.3.3 OpenACC编程
4.3.4 HSA编程中间语言标准
4.3.5 高级综合语言
4.4 领域专用异构多核系统举例
4.4.1 面向通信和多媒体的24核处理器
4.4.2 面向通信、多媒体、大数据、信息安全的64核处理器
4.4.3 面向人工智能的异构多核处理器
4.5 本章小结
参考文献
第5章 3D处理器
5.1 3D封装技术及其应用
5.1.1 3D封装技术介绍
5.1.2 3D封装技术在存储器中的应用
5.1.3 3D封装技术在处理器中的应用
5.1.4 基于3D封装技术的计算型存储研究
5.1.5 3D封装技术在片上网络中的应用
5.2 2.5D封装技术及其应用
5.2.1 2.5D封装技术介绍
5.2.2 2.5D I/O电路的进展
5.2.3 2.5D系统芯片的进展
5.3 2.5D/3D封装技术的定性及定量特征
5.4 2.5D处理器设计举例
5.4.1 2.5D系统片间互连及核间通信
5.4.2 2.5D处理器的存储系统
5.4.3 2.5D多核处理器的芯片实现与系统集成
5.5 本章小结
参考文献
第6章 微处理器设计流程、设计验证及可测性设计
6.1 微处理器设计流程概述
6.1.1 工艺的选择及影响
6.1.2 Verilog语言
6.2 微处理器设计验证
6.2.1 集成电路验证方法概述
6.2.2 微处理器设计验证概述
6.2.3 有针对性的测试程序自动生成技术
6.3 微处理器可测性设计
6.3.1 可测性设计简介
6.3.2 基于JTAG的可测性设计
6.4 本章小结
参考文献
第7章 国内外典型处理器介绍
7.1 Intel处理器
7.1.1 Intel处理器的演进
7.1.2 Intel x86指令集
7.1.3 Intel的专利
7.2 AMD处理器
7.2.1 3DNow!浮点SIMD指令集
7.2.2 x86-64位处理器
7.2.3 融合CPU和GPU的处理器(Fusion APU)
7.2.4 AMD Zen处理器
7.3 ARM处理器
7.3.1 ARM7处理器
7.3.2 Cortex-M处理器
7.3.3 Cortex-A处理器
7.4 申威处理器
7.4.1 申威64指令系统
7.4.2 申威处理器核心
7.4.3 申威处理器产品
7.5 中天微CK-CPU
7.6 本章小结
参考文献
前言
第1章 微处理器设计概论
1.1 微处理器发展简史
1.1.1 集成电路制造、设计、软件等技术合力推动微处理器的发展
1.1.2 微处理器的参数指标及应用领域的巨大变化
1.1.3 若干微处理器发展的例子
1.1.4 集成电路制造及微处理器设计面临的挑战和机遇
1.2 微处理器的基本组成及工作机理
1.2.1 微处理器的基本组成
1.2.2 微处理器的工作步骤
1.2.3 顺序串行执行的指令集结构和乱序并行执行的微结构
1.3 微处理器若干关键技术概述
1.3.1 指令集
1.3.2 流水线
1.3.3 指令集并行及超标量处理器
1.4 本章小结
参考文献
第2章 微处理器的存储架构及电路
2.1 存储的层次化结构及缓存
2.1.1 存储的层次化结构概述
2.1.2 存储访问的局部性
2.1.3 缓存
2.1.4 虚拟存储
2.2 存储的电路实现
2.2.1 缓存实现电路――SRAM
2.2.2 寄存器堆实现电路――多端口SRAM
2.2.3 内存实现电路――DRAM
2.2.4 非易失存储――机械硬盘及闪存固态硬盘
2.3 新型非易失存储
2.3.1 阻变存储器
2.3.2 磁存储器
2.3.3 相变存储器
2.4 存储与计算的融合――计算型存储
2.4.1 计算型存储研究产生的背景
2.4.2 基于DRAM的计算型存储研究
2.4.3 基于SRAM的计算型存储研究
2.4.4 非易失存储与计算的结合
2.5 本章小结
参考文献
第3章 多核及众核处理器
3.1 多核处理器的缘起
3.1.1 单核处理器面临的挑战
3.1.2 应对方案――多核及众核处理器
3.2 若干研究历史及成果
3.2.1 起步：20世纪七八十年代的研究
3.2.2 兴起：2000年后的多核处理器研究
3.2.3 成熟：20核左右通用多核处理器
3.3 多核处理器的核间通信方式
3.3.1 共享存储及消息传递核间通信方式
3.3.2 共享存储多核处理器的缓存一致性
3.3.3 共享存储和消息传递混合型核间通信方式研究
3.4 片上互连网络
3.4.1 互连拓扑结构及路由
3.4.2 交换电路：包交换及电路交换
3.4.3 包交换和电路交换混合型片上网络研究
3.5 面向多核及众核的时钟设计
3.5.1 同步时钟的设计
3.5.2 同频异相时钟多核处理器
3.5.3 全局异步局部同步多核处理器
3.6 电压频率可调的低功耗多核处理器设计
3.6.1 基于动态电压及阈值电压控制的低功耗处理器设计
3.6.2 基于动态电压频率控制的低功耗多核处理器举例
3.7 本章小结
参考文献
第4章 微处理器扩展――领域专用的“CPU+”系统
4.1 微处理器的扩展方式
4.1.1 ASIP
4.1.2 Big.Little架构
4.1.3 CPU+GPU
4.1.4 CPU+FPGA
4.1.5 CPU+ASIC
4.2 异构系统的互连
4.2.1 CCIX互连标准
4.2.2 OpenCAPI互连
4.2.3 NVLink
4.3 异构系统的编程
4.3.1 CUDA架构及编程
4.3.2 OPENCL编程
4.3.3 OpenACC编程
4.3.4 HSA编程中间语言标准
4.3.5 高级综合语言
4.4 领域专用异构多核系统举例
4.4.1 面向通信和多媒体的24核处理器
4.4.2 面向通信、多媒体、大数据、信息安全的64核处理器
4.4.3 面向人工智能的异构多核处理器
4.5 本章小结
参考文献
第5章 3D处理器
5.1 3D封装技术及其应用
5.1.1 3D封装技术介绍
5.1.2 3D封装技术在存储器中的应用
5.1.3 3D封装技术在处理器中的应用
5.1.4 基于3D封装技术的计算型存储研究
5.1.5 3D封装技术在片上网络中的应用
5.2 2.5D封装技术及其应用
5.2.1 2.5D封装技术介绍
5.2.2 2.5D I/O电路的进展
5.2.3 2.5D系统芯片的进展
5.3 2.5D/3D封装技术的定性及定量特征
5.4 2.5D处理器设计举例
5.4.1 2.5D系统片间互连及核间通信
5.4.2 2.5D处理器的存储系统
5.4.3 2.5D多核处理器的芯片实现与系统集成
5.5 本章小结
参考文献
第6章 微处理器设计流程、设计验证及可测性设计
6.1 微处理器设计流程概述
6.1.1 工艺的选择及影响
6.1.2 Verilog语言
6.2 微处理器设计验证
6.2.1 集成电路验证方法概述
6.2.2 微处理器设计验证概述
6.2.3 有针对性的测试程序自动生成技术
6.3 微处理器可测性设计
6.3.1 可测性设计简介
6.3.2 基于JTAG的可测性设计
6.4 本章小结
参考文献
第7章 国内外典型处理器介绍
7.1 Intel处理器
7.1.1 Intel处理器的演进
7.1.2 Intel x86指令集
7.1.3 Intel的专利
7.2 AMD处理器
7.2.1 3DNow!浮点SIMD指令集
7.2.2 x86-64位处理器
7.2.3 融合CPU和GPU的处理器(Fusion APU)
7.2.4 AMD Zen处理器
7.3 ARM处理器
7.3.1 ARM7处理器
7.3.2 Cortex-M处理器
7.3.3 Cortex-A处理器
7.4 申威处理器
7.4.1 申威64指令系统
7.4.2 申威处理器核心
7.4.3 申威处理器产品
7.5 中天微CK-CPU
7.6 本章小结
参考文献
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