計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)

定　價(jià)：￥15.00

作　者：	沈立，肖儂，王志英編著
出版社：	清華大學(xué)出版社
叢編項(xiàng)：	計(jì)算機(jī)系列教材
標(biāo)　簽：	計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

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ISBN：	9787302239611	出版時(shí)間：	2010-11-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	98	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　考慮到完成實(shí)驗(yàn)的工作量，我們選擇32位dlx結(jié)構(gòu)的處理器作為實(shí)驗(yàn)對象，因?yàn)閐lx指令系統(tǒng)具有規(guī)整、簡潔等優(yōu)點(diǎn)，且具有開源的模擬器和編譯器等軟件工具供大家使用。除了包含流水線、指令級并行、cache等經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容外，《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》還特別面向指令集的設(shè)計(jì)與優(yōu)化專門設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)難度和工作量的不同，《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》中列出的實(shí)驗(yàn)可分為兩個(gè)層次：一是，與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程中處理器性能評價(jià)、指令系統(tǒng)、流水線等方面的教學(xué)內(nèi)容相對應(yīng)。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括確定dlx處理器的指令系統(tǒng)和指令編碼方案，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)單流出的5級32位dlx整數(shù)流水線，并在fpga平臺上仿真。該流水線中沒有cache模塊，可以包含數(shù)據(jù)定向模塊。同時(shí)，根據(jù)dlx指令系統(tǒng)修改開源的gcc編譯器，使之能夠生成可用的二進(jìn)制測試代碼。二是，向在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)的5級dlx整數(shù)流水線中增加一些高級功能模塊，并在fpga平臺上仿真。這里的高級功能模塊包括計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程中介紹的開發(fā)指令級并行和數(shù)據(jù)級并行的硬件機(jī)制、cache等，如dlx浮點(diǎn)流水線、記分牌算法、vliw技術(shù)、分支目標(biāo)緩沖器、simd指令擴(kuò)展等，它們都是提高流水線性能的經(jīng)典技術(shù)。

作者簡介

　　沈立，2003年在國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院獲工學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)任國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，長期從事計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)專業(yè)的研究和教學(xué)工作，國家精品課程“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”和“計(jì)算機(jī)原理”主講人之一。中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)會(huì)員，主要研究方向包括高性能微處理器體系結(jié)構(gòu)、先進(jìn)編譯技術(shù)、虛擬化技術(shù)等，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和主要完成人參加國家自然科學(xué)基金、國家863高技術(shù)研究計(jì)劃、國家973重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃等項(xiàng)目10余項(xiàng)。近5年發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，獲授權(quán)專利5項(xiàng)，參與編著普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材4部。獲部委級科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)l項(xiàng)。

圖書目錄

第1章　處理器設(shè)計(jì)流程　　
　1.1　設(shè)計(jì)定制　　
　1.2　行為設(shè)計(jì)　　
　1.3　物理設(shè)計(jì)　　
　1.4　硅片出品　　
　1.5　驗(yàn)證　　
　1.6　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排與組織　　
　1.7　實(shí)驗(yàn)1：fastdlx模擬器的使用　　
　　1.7.1　簡要說明　　
　　1.7.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　1.7.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　1.7.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　　
第2章　指令系統(tǒng)　　
　2.1　cisc和risc　　
　2.2　dlx指令系統(tǒng)　　
　　2.2.1　dlx的寄存器　　
　　2.2.2　dlx的數(shù)據(jù)表示　　
　　2.2.3　dlx的數(shù)據(jù)尋址方式　　
　　2.2.4　dlx的指令格式　　
　　2.2.5　dlx的操作　　
　　2.2.6　dlx的控制指令　　
　　2.2.7　dlx的浮點(diǎn)操作　　
　2.3　指令系統(tǒng)的改進(jìn)和發(fā)展　　
　2.4　實(shí)驗(yàn)2：dlx指令編碼的優(yōu)化　　
　　2.4.1　簡要說明　　
　　2.4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　2.4.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　2.4.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　2.5　實(shí)驗(yàn)3：dlx匯編器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　
　　2.5.1　簡要說明　　
　　2.5.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　2.5.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　2.5.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　2.6　實(shí)驗(yàn)4：面向特定應(yīng)用的指令擴(kuò)展　　
　　2.6.1　簡要說明　　
　　2.6.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　2.6.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　2.6.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　　
第3章　邏輯設(shè)計(jì)　　
　3.1　硬件描述語言　　
　3.2　電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化　　
　3.3　實(shí)驗(yàn)5：modelsim的使用　　
　　3.3.1　簡要說明　　
　　3.3.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　3.3.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　3.3.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　3.4　實(shí)驗(yàn)6：寄存器文件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　
　　3.4.1　簡要說明　　
　　3.4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　3.4.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　3.4.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　3.5　實(shí)驗(yàn)7：存儲(chǔ)器模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　
　　3.5.1　簡要說明　　
　　3.5.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　3.s.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　3.5.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　　
第4章　流水線設(shè)計(jì)　　
　4.1　dlx整數(shù)指令　　
　4.2　dlx流水線　　
　　4.2.1　流水寄存器　　
　　4.2.2　取指段　　
　　4.2.3　譯碼段　　
　　4.2.4　執(zhí)行段　　
　　4.2.5　訪存段　　
　　4.2.6　寫回段　　
　　4.2.7　多路選擇器　　
　4.3　改進(jìn)dlx流水線的性能　　
　　4.3.1　減少分支開銷　　
　　4.3.2　數(shù)據(jù)定向　　
　　4.4　實(shí)驗(yàn)8：dlx整數(shù)流水線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　
　　4.4.1　簡要說明　　
　　4.4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　4.4.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　4.4.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　4.5　實(shí)驗(yàn)9：數(shù)據(jù)定向邏輯的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　
　　4.5.1　簡要說明　　
　　4.5.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　4.5.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　4.5.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　
第5章　高級dlx流水線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)　　
　5.1　實(shí)驗(yàn)10：dlx浮點(diǎn)流水線　　
　　5.1.1　簡要說明　　
　　5.1.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.1.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　5.1.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.2　實(shí)驗(yàn)11：支持動(dòng)態(tài)指令調(diào)度的記分牌算法　
　　5.2.1　簡要說明　　
　　5.2.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.2.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　5.2.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.3　實(shí)驗(yàn)12：超長指令字技術(shù)　
　　5.3.1　簡要說明　　
　　5.3.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.3.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　5.3.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.4　實(shí)驗(yàn)13：分支預(yù)測目標(biāo)緩沖(btb)　　
　　5.4.1　簡要說明　　
　　5.4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.4.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　
　　5.4.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.5　實(shí)驗(yàn)14：simd指令擴(kuò)展　　
　　5.5.1　簡要說明　　
　　5.5.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.5.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　5.5.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　
　5.6　實(shí)驗(yàn)15：cache設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　
　　5.6.1　簡要說明　　
　　5.6.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?br />　　5.6.3　實(shí)驗(yàn)工具和平臺　　
　　5.6.4　實(shí)驗(yàn)步驟　　　　
第6章　fpga相關(guān)工具　　
　6.1　設(shè)計(jì)準(zhǔn)備　　
　　6.1.1　基本流程　　
　　6.1.2　ise的啟動(dòng)和配置　　
　6.2　基于hdl語言設(shè)計(jì)輸入　　
　　6.2.1　創(chuàng)建新工程　　
　　6.2.2　完成hdl編寫　　
　　6.2.3　ise向?qū)赡K　　
　6.3　設(shè)計(jì)仿真　　
　　6.3.1　添加測試激勵(lì)　　
　　6.3.2　仿真類型選擇　　
　　6.3.3　編譯xilinx仿真庫　　
　6.4　系統(tǒng)生成及仿真　　
　　6.4.1　時(shí)序約束　　
　　6.4.2　IO配置　　
　　6.4.3　配置文件生成及后仿真　
　6.5　配置下載　　
參考文獻(xiàn)