微处理器设计:数字逻辑与VHDL实现

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"《Digital Logic and Microprocessor Design with VHDL》是一本关于数字逻辑设计和微处理器构建的书籍,旨在阐述数字逻辑设计的基本原理,并介绍如何使用现代技术来构建复杂的微处理器电路。书中通过实例,如2-to-1多路选择器,逐步讲解了行为级、门级和晶体管级的设计抽象层次,并引入了VHDL语言进行描述。此外,还涉及了综合(Synthesis)这一关键步骤以及相关问题的讨论。" 这本书的核心知识点包括: 1. **微处理器设计概述**:书中首先介绍了微处理器的基本概念,帮助读者理解微处理器在计算机系统中的核心作用,以及它如何执行指令和控制整个系统的运行。 2. **设计抽象层次**:作者详细解释了设计过程中涉及的不同抽象级别,包括行为级(描述功能)、门级(电路元件级)和晶体管级(物理实现级)。这有助于读者从宏观到微观理解电路设计的全过程。 3. **2-to-1多路选择器**:作为基础逻辑组件,2-to-1多路选择器用于演示如何在不同抽象层次上设计和表示电路。通过这个例子,读者可以学习如何将高级描述转化为实际的电路实现。 4. **VHDL语言**:VHDL是一种硬件描述语言,用于描述数字系统的行为和结构。书中介绍了VHDL的基础知识,包括数据类型、运算符和结构体,读者将学会如何用VHDL编写逻辑电路的代码。 5. **综合(Synthesis)**:在VHDL设计完成后,综合是将高级描述转换为实际可实现的门级电路的过程。这个过程涉及到优化和映射,以确保设计能在特定的硬件平台上有效工作。 6. **数字电路基础**:除了微处理器设计,书中的第二章深入探讨了数字电路的基本元素,如二进制数、开关、基本逻辑运算符和逻辑表达式,这些都是理解微处理器内部运作的基础。 7. **问题与总结**:每章末尾都提供了问题集和总结清单,帮助读者巩固所学知识并进行自我测试。 通过这些内容,读者不仅可以掌握数字逻辑设计的基本理论,还能学习到使用VHDL进行微处理器设计的实践技能,为进入现代电子系统设计领域打下坚实基础。
2010-02-17 上传
Contents Contents.................................................................................................................................................................... Preface................................................................................................................................................................... Chapter 1 Designing Microprocessors...................................................................................... 1.1 Overview of a Microprocessor....................................................................................................................... 1.2 Design Abstraction Levels.............................................................................................................................. 1.3 Examples of a 2-to-1 Multiplexer................................................................................................................... 1.3.1 Behavioral Level.................................................................................................................................... 1.3.2 Gate Level.............................................................................................................................................. 1.3.3 Transistor Level..................................................................................................................................... 1.4 Introduction to VHDL.................................................................................................................................... 1.5 Synthesis....................................................................................................................................................... 1.6 Going Forward.............................................................................................................................................. 1.7 Summary Checklist....................................................................................................................................... 1.8 Problems....................................................................................................................................................... Chapter 2 Digital Circuits..........................................................................................................2 2.1 Binary Numbers..............................................................................................................................................3 2.2 Binary Switch................................................................................................................................................. 2.3 Basic Logic Operators and Logic Expressions............................................................................................... 2.4 Truth Tables.................................................................................................................................................... 2.5 Boolean Algebra and Boolean Function......................................................................................................... 2.5.1 Boolean Algebra.................................................................................................................................... 2.5.2 * Duality Principle...............................................................................................................................