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第1章 微处理器的设计原理1

1.1 微处理器的组成和功能1

1.2 CISC微处理器设计遵循的一般原则2

1.3 微程序控制器的基本原理3

1.3.1 控制存储器3

1.3.2 微指令寄存器4

1.3.3 地址转移逻辑电路4

1.4 RISC微处理器设计遵循的一般原则4

1.5 硬连线控制器的基本原理5

1.6 时序产生器的设计原理5

第2章 课程设计的要求、原理及方法7

2.1 课程设计的题目和内容7

2.1.1 课程设计的题目7

2.1.2 课程设计完成的内容9

2.2 课程设计的基本要求10

2.3 课程设计的具体步骤10

2.3.1 完成系统的总体设计10

2.3.2 设计控制器的逻辑结构框图11

2.3.3 设计机器指令格式和指令系统11

2.3.4 设计时序产生器电路13

2.3.5 设计微程序流程图或CPU操作流程图13

2.3.6 设计操作控制器单元16

2.3.7 设计单元电路17

2.3.8 编写汇编语言源程序17

2.3.9 将汇编语言源程序转换成机器语言源程序18

2.3.1 0其它操作18

2.4 考核方式18

第3章 CISC/RISC模型机系统的单元电路20

3.1 运算器和程序状态字单元20

3.1.1 ALU单元20

3.1.2 程序状态字单元22

3.1.3 暂存寄存器单元23

3.2 通用寄存器单元23

3.3 1:2分配器单元25

3.4 5选1数据选择器单元26

3.5 4选1数据选择器单元27

3.6 程序计数器单元29

3.7 地址寄存器单元30

3.8 主存储器单元30

3.8.1 ROM芯片的设计30

3.8.2 RAM芯片的设计33

3.9 指令寄存器单元35

3.10 时序产生器单元36

3.10.1 CISC模型机的时序产生器36

3.10.2 采用定长CPU周期RISC模型机的时序产生器38

3.10.3 采用变长CPU周期RISC模型机的时序产生器40

3.11 操作控制器单元42

3.11.1 微程序控制器单元42

3.11.2 硬连线控制器（采用定长CPU周期）50

3.11.3 硬连线控制器（采用变长CPU周期）52

3.12 顶层电路单元54

3.12.1 CISC模型机的顶层电路单元（范例）54

3.12.2 采用定长CPU周期的RISC模型机的项层电路单元（范例）54

3.12.3 采用变长CPU周期的RISC模型机的项层电路单元（范例）54

3.13 输入／输出设备58

3.14 功能仿真和时序仿真58

3.14.1 CISC模型机上的仿真波形58

3.14.2 采用定长CPU周期的RISC模型机上的仿真波形66

3.14.3 采用变长CPU周期的RISC模型机上的仿真波形68

第4章 流水线微处理器设计技术70

4.1 流水线的工作原理70

4.1.1 流水线的工作原理70

4.1.2 相关问题及解决方法72

4.2 流水线微处理器设计74

4.2.1 流水线微处理器的总体框架设计74

4.2.2 流水线微处理器的设计流程74

4.3 流水线微处理器设计采用的关键技术75

4.3.1 定长的指令格式75

4.3.2 流水线结构和操作控制时序76

4.3.3 以运算器作为CPU内部数据流动的中心77

4.3.4 数据相关及解决方法77

4.3.5 控制相关及解决方法78

4.3.6 等长的指令解释时间79

第5章 流水线微处理器单元电路设计80

5.1 运算器和程序状态字单元80

5.1.1 ALU单元80

5.1.2 程序状态字单元82

5.1.3 累加器和暂存寄存器单元83

5.2 通用寄存器组单元84

5.3 程序计数器单元87

5.4 主存储器单元88

5.5 指令寄存器单元90

5.6 相关性检查及解决电路单元92

5.7 操作控制器单元97

5.8 顶层电路单元101

5.9 数据暂存器单元103

5.10 输出数据暂存器单元103

5.11 数据选择器单元104

5.11.1 3选1数据选择器单元MUX3104

5.11.2 2选1数据选择器单元MUX2105

5.11.3 2选1数据选择器单元MUX2IN106

5.12 输入／输出设备107

5.13 功能仿真和时序仿真108

第6章 MAX+plus Ⅱ开发系统111

6.1 MAX+plus Ⅱ系统运行环境及软件安装111

6.1.1 概述111

6.1.2 软件安装112

6.2 MAX+plus Ⅱ工作环境117

6.2.1 MAX+plus Ⅱ管理器117

6.2.2 层次显示器122

6.2.3 图形编辑器123

6.2.4 图元编辑器124

6.2.5 文本编辑器124

6.2.6 波形编辑器125

6.2.7 编译器126

6.2.8 仿真器127

6.2.9 编程器128

6.3 MAX+plus Ⅱ开发流程128

6.3.1 设计输入129

6.3.2 编译处理与仿真134

6.3.3 器件编程140

附录 采用三数据总线结构运算器进行模型机设计的关键技术142

参考文献150