自己设计制作CPU与单片机

前 言

上篇　CPU设计制作入门

第１章　自己就能设计制造CPU

1.1　自己设计制作CPU有啥意义

1.2　我设计制作CPU的经历

1.3　电子电路设计制作的新变化

1.4　自己设计CPU的条件

1.5　创新CPU设计的意义

第2章　进入硬件设计的天地

2.1　搭建自己的制造工厂

2.2　设计制造CPU需要热身

2.3　硬件设计语言Verilog HDL

2.4　Verilog HDL语句和模块

2.5　Verilog HDL其他常用语句

第3章　自己创造CPU的方法

3.1　深刻理解CPU的结构

3.2　自创CPU的一般步骤

3.3　如何设计自己的指令系统

3.4　指令分析的一般性总结

3.5　让CPU运行程序

第4章　一个简单CPU的设计

4.1　创建一个CPU设计工程

4.2　剖析这个CPU设计程序

4.3　CPU行为的描述方法

4.4　如何让CPU运行软件程序

4.5　CPU设计工程小结

第5章　自制通用CPU与单片机

5.1　实体结构与器件应用

5.2　通用CPU指令系统设计

5.3　用汇编程序检验CPU设计

5.4　外设与CPU接口设计

5.5　设备驱动程序设计

5.6　时钟设计

5.7　开发板连接程序设计

5.8　FPGA引脚连接

5.9　操作系统内核设计

5.10　烧制CPU制作单片机

第6章　流水线CPU设计

6.1　流水线结构

6.2　第一个流水线CPU

6.3　循环流水线CPU

第7章　非透明流水线通用单片机

7.1　三级流水线计算机设计思想

7.2　重编指令系统

7.3　流水线通用CPU设计

7.4　流水线操作系统内核设计

第8章　流水线编程的透明设计

8.1　分支指令透明化

8.2　其他指令透明化

8.3　缓冲区连接

8.4　开发板的连接

8.5　烧制运行与测试

中篇　深入CPU设计

第9章　信息与信息处理

9.1　信息与媒体

9.2　信息处理与数据

第10章　机器表示数和运算

10.1　限位记数

10.2　解决正负数运算的对称制

10.3　对称制加法的溢出

10.4　信息的二进制表示

第11章　逻辑代数是CPU的基石

11.1　逻辑代数的概念

11.2　逻辑代数的基本运算规则

第12章　万能的逻辑电路

12.1　二极管和三极管

12.2　依据表达式作电路

12.3　真值表与逻辑函数

第13章　元器件与线路设计原理

13.1　RS触发器

13.2　D型触发器

13.3　通断控制开关电路

13.4　带预置清除端的边沿触发器

13.5　线路数据传输

13.6　寄存器原理

13.7　译码器和多路选择器

第14章　CPU的器件设计

14.1　原理图设计方法

14.2　加减法运算器设计

14.3　分段加减法运算器设计

14.4　通用计数器

14.5　标志线的设计

14.6　移位寄存器设计

14.7　乘法运算器的设计

14.8　通用乘法运算器设计

14.9　除法运算器设计

14.10　译码器的设计

14.11　浮点加减法运算器设计

14.12　节拍器的设计

14.13　存储器设计

14.14　总线结构设计

第15章　X86型CPU及单片机设计

15.1　PMC硬件构成

15.2　CPU的逻辑结构

15.3　指令系统设计

15.4　控制矩阵

15.5　控制矩阵生成器

15.6　控制矩阵生成器的使用

15.7　PMC110总线结构

15.8　CPU顶层总线结构

15.9　输入缓冲接口设计

15.10　PMC110CPU与外设连接

15.11　PMC110操作系统核心设计

15.12　PMC110 顶层与引脚

第16章　带LCD的通用单片机

16.1　FM12864J液晶屏

16.2　FM12864J逻辑结构与控制

16.3　LCD读写控制

16.4　LCD帧控制程序

16.5　字库设计程序

16.6　时钟和送显信号设计

16.7　内外总线连接

16.8　开发板连接程序

16.9　EP1C12Q240增加引脚连接

16.10　带LCD单片机顶层文件

16.11　带LCD单片机运行测试

第17章　动态CPU的思想方法

17.1　历史背景

17.2　并行计算机冲突概述

17.3　PU-MU-CHL并行结构——计算机核心重组

17.4　PU与MU连接控制

17.5　动态计算机的整机结构

第18章　动态CPU设计实例

18.1　PMC362CPU逻辑结构

18.2　PMC362CPU结构设计

18.3　PU设计

18.4　PU-MU指令系统

18.5　MU设计

18.6　CHL设计

18.7　顶层结构

18.8　设备连接优先级设计

18.9　主要部件和特色

18.10　测试程序设计

18.11　PMC362程序并行执行仿真

18.12　下载到开发板上运行检验

第19章　PMC计算机应用

19.1　PMC110汇编语言设计工具

19.2　程序输入装填与执行

19.3　系统复位与复杂操作

19.4　需要知道的限制

第20章　汇编语言程序设计

20.1　汇编程序的基本结构

20.2　指令的分类

20.3　程序设计

20.4　宏指令

20.5　汇编程序编译方法

20.6　典型问题求解

20.7　虚拟存储器结构设计

下篇　自己制作单片机

第21章　自制单片机器件与环境

21.1　自制计算机系统整体结构

21.2　PMC计算机的供电系统

21.3　输入设备

21.4　显示输出设备

21.5　PCB印刷电路板

21.6　个人设计制作计算机所需的工作环境

第22章　PMC110计算机电路设计

22.1　计算机辅助设计软件PADS

22.2　基本型PMC电路的原理图设计

22.3　PMC110计算机PCB设计

22.4　器件PCB封装设计

第23章　计算机组装与下载

23.1　PCB检测

23.2　器件焊接

23.3　上电检测和断电修正

附录

《自己设计制作CPU与单片机》是一本为有志于计算机CPU设计的人员所写的书，不论你是狂热的发烧友，还是精明的计算机专业工作者。
　　《自己设计制作CPU与单片机》以作者几十年学习设计制作CPU与通用单片机的经历，来告诉你如何从无到有地设计属于你自己的CPU和可以运行用户程序的单片机。书中以作者的十几个CPU设计工程为主线，展示了精简指令系统RISC和复杂指令系统CISC计算机CPU的设计方法。既有硬件编程，又有原理图设计，适合软硬件人员学习计算机核心技术之用。
　　《自己设计制作CPU与单片机通过实例告诉读者，如何创造性地进行计算机高端产品CPU的立意和设计，介绍了人机交互和操作系统内核的设计方法。这是一本对要全面掌握计算机高端技术的人员而言必读的CPU设计制作之书。

不亲自设计CPU的人很难以理解计算机的真谛。
　　基础上不能与人并驾齐驱，永远不要谈超越别人。

　　从精简指令系统RISC，到复杂指令系统CISC；
　　从原理图设计，到硬件编程；
　　从人机交互设计，到操作系统内核设计；
　　从无，到有，设计属于你自己的CPU与单片机。

　　去做一件看似不可能的事，
　　才能知道你的极限在哪里。