适读人群 ：本书不仅适合CPU或芯片设计相关从业者阅读使用，也适合作为大中专院校相关师生学习RISC-V处理器设计（使用Verilog语言）和CPU设计的指导用书。 系统介绍RISC-V指令集架构。 结合实际RISC-V开源实例进行教学。 深入剖析RISC-V处理器的微架构以及代码实现。 使读者能够快速掌握并轻松使用RISC-V架构处理器。 通过学习实例蜂鸟E200的Verilog代码，您将能成为一名合格的数字IC设计工程师。通过学习本书推荐的完整开源SoC平台，您也可以快速搭建FPGA原型平台，运行完整的软件实例。
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编辑推荐
中央处理器（CPU）是计算机中最重要的芯片。CPU的设计和制造水平是一个国家信息技术实力的象征，产业生态的构建需要培养更多掌握CPU技术原理的高端人才。
内容简介
本书基于龙芯CPU团队在20年间积累的技术和经验，从CPU概览篇、CPU术语篇、CPU原理篇、CPU生产制造篇、CPU生态篇、CPU家族篇、中国CPU篇等七大板块剖析CPU，生动有趣地讲解CPU的基础概念、核心原理、生产制造及产业生态，更解读了龙芯CPU的研发历史、核心特色和生态建设经验，让读者循序渐进地进入CPU的殿堂。
章节目录
- 版权信息
- 版 权
- 内 容 提 要
- 编 委 会
- 推荐序
- 前 言
- CPU概览篇 时代与机遇
- 第1节 CPU时代
- 信息社会的基石：CPU
- 电脑之心：CPU在计算机中的地位
- 从大到小：CPU外观的变化
- 国之重器：CPU为什么成为信息技术的焦点?
- CPU分成哪些种类？
- 微观巨系统：为什么说CPU是世界难题？
- 第2节 CPU性能论
- CPU怎样运行软件？
- 主频越高，性能就越高吗？
- 为什么MIPS和MFLOPS不能代表性能？
- 面向问题的性能评价标准：SPEC CPU
- 性能测试工具的局限性
- 不推荐的测试集：UnixBench
- 第3节 人人可学CPU
- 从简单到复杂：CPU的进化
- CPU技术在计算机科学中的地位
- 我不需要做CPU，为什么还要学习CPU？
- 开源CPU哪里找？
- CPU术语篇 入门术语应知应会
- 第1节 计算机的语言：指令集
- 软件编码规范：什么是指令集？
- 什么是指令集的兼容性？
- 为什么指令集要向下兼容？
- 为什么说指令集可以控制生态？
- 自己能做指令集吗？
- 第2节 繁简之争：精简指令集
- CISC和RISC区别有多大？
- CISC和RISC的融合
- 高端CPU指令集包含什么内容？
- 第3节 第一次抽象：汇编语言
- 硬件的语言：汇编语言
- 为什么现在很少使用汇编语言了？
- 汇编语言会消亡吗？
- 第4节 做CPU就是做微结构
- CPU的电路设计：微结构
- 可售卖的设计成果：IP核
- IP核的“软”和“硬”
- 攒芯片：SoC
- 像DIY计算机一样“攒CPU”
- 第5节 解读功耗
- 什么是功耗？
- 有哪些降低功耗的方法？
- 第6节 摩尔定律传奇
- 摩尔定律会失效吗？
- 什么是Tick-Tock策略？
- Tick-Tock模型的新含义：“三步走”
- 为什么CPU性能提升速度变慢了？
- 第7节 通用还是专用？
- CPU和操作系统的关系
- 什么是异构计算？
- 专用处理器有哪些？
- 通用处理器也可以差异化
- 第8节 飘荡的幽灵：后门和漏洞
- 什么是CPU的后门和漏洞？
- 谁造出了后门和漏洞？
- 典型的CPU后门和漏洞
- 操作系统怎样给CPU打补丁？
- 在哪里可以查到CPU的最新漏洞？
- 怎样减少CPU的安全隐患？
- CPU原理篇 现代高性能CPU架构与技术
- 第1节 理论基石
- CPU的3个最重要的基础理论
- 研制CPU有哪些阶段？
- 学习CPU原理有哪些书籍？
- 为什么电路设计比软件编程更难？
- 第2节 EDA神器
- CPU的设计工具：EDA
- 哪些国家能做EDA？
- 有没有开源的EDA？
- 像写软件一样设计CPU：Verilog语言
- 从抽象到实现：设计CPU的两个阶段
- 第3节 开天辟地：二进制
- 二进制怎样在CPU中表示？
- 从二进制到十进制：CPU中的数值
- 从自然数到整数：巧妙的补码
- CPU中怎样表示浮点数？
- 第4节 CPU的天职：数值运算
- CPU怎样执行数值运算？
- 什么是ALU？
- 什么是寄存器？
- 第5节 流水线的奥秘
- 什么是CPU的流水线？
- 流水线级数越多越好吗？
- 第6节 乱序执行并不是没有秩序
- 什么是动态流水线？
- 动态流水线的经典算法：Tomasulo
- 什么是乱序执行？
- 乱序执行如何利用“寄存器重命名”处理数据相关性？
- 乱序执行的典型电路结构
- 乱序执行如何处理例外？
- 回顾：乱序执行的3个最重要概念
- 第7节 多发射和转移猜测
- 什么是多发射？
- 什么是转移猜测？
- 第8节 包纳天地的内存
- CPU怎样访问内存？
- 内存多大才够用？
- 什么是访存指令的“尾端” ？
- 什么是缓存？
- 缓存的常用结构
- 什么是虚拟内存？
- 第9节 CPU的“外交”
- 什么是CPU特权级？
- 中断和例外有什么不同？
- CPU怎样做I/O？
- 高效的外设数据传输机制：DMA
- CPU系统篇 由CPU组成完整计算机
- 第1节 操作系统和应用的桥梁
- 什么是系统调用？
- 应用程序怎样执行系统调用指令？
- 第2节 专用指令发挥大作用
- 什么是向量指令？
- CPU怎样执行加密、解密？
- 第3节 虚拟化：逻辑还是物理？
- 什么是虚拟化？
- 什么是硬件虚拟化？
- 第4节 可以信赖的计算
- CPU怎样支持可信计算？
- 可信模块怎样集成到CPU中？
- 第5节 从一个到多个：并行
- 人多力量大：多核
- 不止一个芯片：多路
- 流水线和线程的结合：硬件多线程
- 用于衡量并行加速比的Amdahl定律
- 第6节 并行计算机的内存
- 并行计算机的内存结构：SMP和NUMA
- 并行计算机的Cache同步
- 并行计算机的Cache一致性
- 什么是原子指令？
- 第7节 集大成：从CPU到计算机
- 总线：计算机的神经系统
- 从CPU到计算机：主板
- CPU运行的第一个程序：BIOS固件
- 协同工作：在WPS中敲一下按键，计算机里发生了什么？
- 计算机为什么会死机？
- CPU生产制造篇 从电路设计到硅晶片的实现
- 第1节 化设计为实物
- CPU是谁生产出来的？
- CPU设计者为什么要“上知天文、下知地理”？
- 什么是CPU的纳米工艺？
- 第2节 硅晶片的由来
- 为什么要把硅作为生产芯片的首选材料？
- CPU的完整生产流程
- 生产芯片的3种基本手法
- 第3节 模拟元器件
- 基本电路元件：电阻、电容、电感
- 模拟电路的“单向开关”：二极管
- 模拟电路的“水龙头”：场效应管
- 模拟电路器件集大成
- 第4节 数字元器件
- 数字电路的基本单元：CMOS反相器
- 数字电路器件集大成者
- 电路的基本单元：少而精
- 第5节 交付工厂
- 版图是什么样的？
- CPU的制造设备从哪里来？
- CPU代工和封测厂商有哪些？
- CPU的成本怎么算？
- 第6节 怎样省钱 做芯片？
- 不用流片也可以做CPU：FPGA
- 使用纯软件的方法做CPU：模拟器
- 第7节 明天的芯片
- 先进的制造工艺：SOI和FinFET
- “后FinFET时代”何去何从？
- CPU家族篇 经典CPU企业和型号
- 第1节 从上古到战国
- 上古时代：有实无名的CPU
- 上古时代CPU什么样？
- 战国时代：百花齐放的商用CPU厂商
- 第2节 巨头寻踪
- 大一统时代：Intel的发家史
- AMD拿什么和Intel抗衡？
- 第二套生态：ARM崛起
- 苹果公司的CPU硬实力
- 百年巨人：IBM的Power处理器
- 第3节 小而坚强
- 教科书的殿堂：MIPS
- RISC-V能否成为明日之星？
- 第4节 世界边缘
- 日本如何失去CPU主导权？
- 欧洲重振处理器计划
- 韩国的CPU身影
- CPU生态篇 解密软件生态
- 第1节 生态之重
- CPU厂商为什么要重视生态？
- Inside和Outside：CPU公司的两个使命
- CPU和应用软件之间的接口
- 软件生态的典型架构
- 第2节 开发者的号角
- 生态先锋：软件开发者
- 操作系统是怎样“做”出来的？
- 虚拟机：没有CPU实体的生态
- 第3节 解决方案如何为王
- 生态的话语权：解决方案为王
- 计算机CPU赚钱，手机CPU不赚钱？
- 中国IT产业的根本出路：建自己的生态体系
- 第4节 生态的优点
- 优秀生态的3个原则：开放、兼容、优化
- 优秀生态的范例：Windows-Intel、Android-ARM、苹果
- 松散型的生态：Linux
- 第5节 生态的方向
- 生态的外沿：不止于解决方案
- CPU厂商：不同的营利模式
- 应用商店：生态成果阵地
- 生态无难事，只要肯登攀
- 中国CPU篇 “技术—市场—技术”的历史循环
- 第1节 CPU旧事
- 为什么要做CPU？
- 发展CPU技术的两条路线
- 我国计算机事业的3个发展阶段
- 缺芯少魂：中国IT之痛
- 第2节 龙的声音
- 龙芯极简史
- 龙芯主要型号
- 龙芯曾经的“世界先进水平”
- 从学院派到做产品
- 龙芯性能有多高？
- 第3节 龙之生态
- 核心技术只能在试错中发展
- 龙芯指令集
- 社区版操作系统：支撑软件生态
- 龙芯“内生安全”特色
- 在试错中趋于成熟
- 第4节 未来已来
- “泛生态”体系正在形成
- 从零开始造计算机：龙芯教育理念
- 多种路线的中国CPU企业
- 未来已来：龙芯生态发展方向
- 推荐阅读
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CPU通识课是2022年由人民邮电出版社出版,作者张戈。
版权说明：本电子书已获得正版授权，由出版社通过知传链发行。
得书感谢您对《CPU通识课》关注和支持，如本书内容有不良信息或侵权等情形的，请联系本网站。
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