等学校电子信息类专业系列教材 计算机组成原理与接口技术 基于MIPS架构 第2版 作者：左冬红 编著出版时间： 2020年版丛编项： 高等学校电子信息类专业系列教材内容简介 华中科技大学电子信息与通信学院基于FPGA平台的“微机原理与接口技术”课程教学改革已进行数载，作者在总结教学经验基础上，对《计算机组成原理与接口技术》进行了修订，以MIPS微处理器为背景，全面阐述了计算机组成原理与接口技术。《计算机组成原理与接口技术：基于MIPS架构（第2版）/高等学校电子信息类专业系列教材》同时配有丰富的教学资源，适合作为“计算机组成原理”“微机原理与接口技术”等课程的教材，并可作为从事计算机应用技术的工程技术人员的参考用书。华中科技大学电子信息与通信学院基于FPGA平台的“微机原理与接口技术”课程教学改革已进行数载，在总结教学经验基础上，编者对《计算机组成原理与接口技术》（第1版）进行了修订，以MIPS微处理器为背景，全面阐述了计算机组成原理与接口技术。《计算机组成原理与接口技术：基于MIPS架构（第2版）/高等学校电子信息类专业系列教材》同时配有丰富的资源，请到清华大学出版社网站《计算机组成原理与接口技术：基于MIPS架构（第2版）/高等学校电子信息类专业系列教材》页面下载。目录第1章计算机基础1.1计算机发展简史1.2计算机系统构成1.2.1中央处理器CPU1.2.2总线1.2.3存储器1.2.4输入/输出接口1.2.5输入/输出设备1.3计算机工作原理1.4计算机系统结构模型1.5计算机系统中的信息表示1.5.1不同数制及其相互转换1.5.2整数在计算机中的表示1.5.3小数在计算机中的表示1.5.4字符在计算机中的表示1.6计算机运算基础1.6.1无符号数运算1.6.2符号数运算1.6.3浮点数运算1.7计算机系统中数据的存储1.7.1存储字节序1.7.2C语言数据本章小结思考与练习第2章汇编语言2.1计算机语言2.2计算机指令架构2.3MIPS汇编指令一般格式2.4MIPS指令操作数2.4.1寄存器操作数2.4.2存储器操作数2.4.3立即数2.5MIPS指令编码2.5.1R型指令2.5.2I型指令2.5.3J型指令2.6常用MIPS汇编指令2.6.1数据传送指令2.6.2算术运算指令2.6.3位运算指令2.6.4程序控制类指令2.7子程序原理2.7.1子程序相关指令2.7.2栈2.7.3子程序嵌套调用2.7.4程序的存储映像2.8字符数据处理2.9寻址原理2.9.1操作数寻址2.9.2指令寻址2.10编译、汇编、链接、装载过程2.10.1编译2.10.2汇编2.10.3链接2.10.4装载2.11汇编程序设计2.11.1伪指令2.11.2宏指令2.11.3系统功能调用2.11.4汇编程序设计举例2.12Intel x86微处理器指令集简介本章小结思考与练习第3章微处理器3.1微处理器基本结构3.2单周期简单指令集MIPS微处理器设计3.2.1简单指令集MIPS微处理器数据通路3.2.2简单指令集MIPS微处理器控制器3.2.3简单指令集MIPS微处理器典型指令执行过程3.3微处理器新技术3.3.1流水线技术3.3.2超标量技术3.3.3多核处理器3.4微处理器异常处理机制3.4.1异常事件识别3.4.2断点保存和返回3.4.3异常处理程序进入方式3.5微处理器外部接口3.5.1Intel x86微处理器外部接口示例3.5.2嵌入式微处理器外部接口示例3.6MicroBlaze微处理器简介3.6.1指令架构3.6.2寄存器3.6.3外部接口3.6.4最小系统本章小结思考与练习第4章存储系统4.1分级存储系统4.2高速缓存4.2.1映射策略4.2.2读策略4.2.3写策略4.2.4替换策略4.3虚拟存储器4.3.1内存分段管理4.3.2内存分页管理4.3.3内存段页式管理4.3.4分页虚拟存储器管理4.4存储系统分级协同4.5实例本章小结思考与练习第5章总线技术5.1计算机总线结构5.1.1单总线结构5.1.2双总线结构5.1.3多总线结构5.2总线技术基础5.2.1分类5.2.2性能指标5.2.3总线通信流程5.2.4仲裁策略5.2.5信息传输与错误检测5.2.6定时方式5.2.7操作类型5.3AXI片内总线5.3.1AXI总线结构5.3.2AXI总线信号5.3.3AXI总线操作时序5.4PCI局部总线5.4.1PCI总线信号5.4.2PCI总线时序5.5常见外部总线简介5.5.1SATA总线5.5.2USB通用串行总线5.5.3UART通用异步串行通信总线5.5.4SPI串行外设总线5.5.5I2C总线本章小结思考与练习第6章半导体存储器接口6.1半导体存储芯片分类6.2典型存储芯片6.2.1异步SRAM存储芯片6.2.2NOR Flash存储芯片6.2.3NAND Flash存储芯片6.2.4同步SSRAM存储芯片6.2.5SDRAM存储芯片6.2.6DDR2 SDRAM存储芯片6.3存储器接口设计6.3.1存储容量扩展6.3.2存储空间映射6.3.3存储器组织结构6.3.4多类型数据访问存储器接口6.4存储控制器6.4.1AXI EMC存储控制器6.4.2DRAM存储控制器6.5内存条简介本章小结思考与练习第7章I/O接口7.1接口基本概念7.1.1接口功能7.1.2接口构成7.1.3I/O接口数据传送方式7.1.4接口电路数据传送控制方式7.2I/O寻址7.2.1独立I/O寻址7.2.2存储器映像I/O寻址7.3端口读写指令及函数7.3.1端口读写汇编指令7.3.2Standalone BSP C语言端口读写函数7.4I/O接口总线控制逻辑7.4.1地址总线7.4.2数据总线7.4.3控制总线7.5常用数字并行I/O设备接口7.5.1独立开关接口7.5.2独立发光二极管接口7.5.3矩阵键盘接口7.5.4七段数码管接口7.5.5LED点阵接口7.6模拟设备并行I/O接口7.6.1ADC1210简介7.6.2ADC1210接口7.7通用并行I/O接口7.7.1GPIO IP核7.7.2Standalone BSP GPIO宏定义7.7.3GPIO应用示例7.8外设控制器7.8.1AXI总线EPC7.8.2EPC应用示例本章小结思考与练习第8章中断技术8.1中断控制器构成8.1.1中断请求信号保持与清除8.1.2中断源识别8.1.3中断优先级8.1.4中断控制8.2中断控制器AXI INTC8.2.1基本结构8.2.2中断处理流程8.2.3中断信号时序8.2.4应用电路8.2.5编程控制8.3微处理器中断响应过程8.3.1微处理器中断响应一般过程8.3.2MicroBlaze中断响应过程8.3.3中断控制程序8.4中断控制相关C语言程序设计基础8.4.1mbgcc编译器中断服务程序定义8.4.2Standalone BSP MicroBlaze中断相关API函数8.4.3Standalone BSP INTC相关宏定义8.4.4AXI INTC普通中断模式中断控制程序设计8.4.5AXI INTC快速中断模式中断控制程序设计8.5中断应用示例8.5.1GPIO中断8.5.2定时器中断8.5.3SPI总线接口中断8.5.4多中断源应用示例本章小结思考与练习题第9章DMA技术9.1DMA传输基本原理9.1.1DMA传输系统9.1.2DMA传输方向9.1.3DMA传输模式9.1.4DMA传输流程9.1.5DMA响应条件9.2DMA控制器9.2.1AXI CDMA结构9.2.2AXI CDMA控制流程9.2.3Standalone BSP CDMA宏定义9.3CDMA应用示例9.3.1UARTLite IP核简介9.3.2简单DMA传输9.3.3分散/聚集DMA传输本章小结思考与练习题第10章人机接口10.1图形显示输出设备10.1.1液晶显示器10.1.2液晶显示屏接口10.1.3液晶显示器接口标准10.1.4显示设备标准10.2VGA接口控制器10.2.1VGA时序10.2.2VGA控制器10.2.3VGA控制器设计10.2.4AXI TFT控制器10.2.5显示应用示例10.3键盘及鼠标输入设备10.3.1键盘10.3.2鼠标10.4PS/2协议10.4.1PS/2设备到计算机的通信10.4.2计算机到PS/2设备的通信10.4.3PS/2控制器10.4.4键盘控制程序示例10.4.5鼠标控制程序示例本章小结思考与练习附录常用MIPS整数指令编码参考文献 上一篇: 电子设计自动化（EDA） 刘婷婷，李军著 201７年版 下一篇: 现代电子信息技术丛书 综合电子信息系统 （第二版） 信息化战争的中流砥柱 童志鹏主编 2008年版
