圖書簡介
本書是介紹用QuartusⅡ6.0進行計算機設計的教材。書中以最新的手法設計了一種抗病毒的計算機核心結構，其中包括CPU設計、中斷設計、通用匯流排接口設計和DMA設計等計算機部件。本書有別於嵌入式系統，是從最基本的計算機基礎設計開始講述的，包括陣列乘法器和除法器在內的各項設計，都是從根基上展開的計算機設計，內容緊密結合計算機軟硬體原理，由簡單到複雜。書中介紹了如何具體地設計8位計算機，但其設計方法完全可以適用於32位、64位或更多位的計算機，對嵌入式系統設計也具有獨特的參考價值。
本書適合作為高等院校計算機專業、微電子專業和工業自動化專業的電子計算機設計課程教材，也可供計算機研究、計算機設計製造、軟硬體工程師及智慧型晶片設計工程師等專業人員參考。
目錄
第1章計算機設計概述1
1.1計算機基礎理論和元件1
1.1.1二進制限位記數1
1.1.2邏輯代數3
1.1.3基本邏輯門3
1.1.4計算機常用電路元件5
1.2計算機設計的一般過程6
1.2.1計算機一般邏輯結構6
1.2.2匯流排結構設計7
1.2.3計算機功能設計8
1.2.4設計實施過程9
習題12
第2章運算器設計13
2.1加減法運算單元13
2.1.1加減法運算單元的邏輯結構13
2.1.2設計加減法運算單元14
2.2加減法器設計28
2.2.1加減法器邏輯結構28
2.2.2加減法器設計28
2.2.3帶暫存器的加減法器設計35
2.3帶有標誌線的累加器40
2.3.1累加器的設計40
2.3.2設計的累加器程式41
習題45
第3章存儲器設計47
3.1直接連內部匯流排的暫存器47
3.1.1緩衝暫存器設計圖47
3.1.2緩衝暫存器程式47
3.2隨機存儲器的設計50
3.2.1隨機存儲單元設計50
3.2.2解碼器設計52
3.2.3設計隨機存儲器54
3.3隻讀存儲器的設計58
3.3.1用三態門搭建唯讀存儲器單元58
3.3.2用與或門搭建唯讀存儲器單元59
3.4大容量存儲器設計68
3.4.1存儲器分塊68
3.4.2組織大容量的存儲器68
習題69
第4章同步計數器設計71
4.1同步計數器的元件設計71
4.2同步計數器設計73
4.2.1通用同步計數器73
4.2.2同步程式計數器76
4.2.3堆疊指針76
4.2.4地址指針78
習題78
第5章控制器設計79
5.1指令設計79
5.1.1指令功能設計79
5.1.2實現指令的機器動作81
5.2控制矩陣設計87
5.2.1控制函式87
5.2.2控制矩陣的程式93
5.3機器節拍器101
5.4指令分析機構設計106
5.4.1指令解碼器106
5.4.2指令暫存器106
5.4.3運算元暫存器107
5.4.4主要設備的連線107
習題114
第6章整機核心設計調試115
6.1匯流排上設備連線115
6.1.1匯流排連線115
6.1.2內部匯流排連線的設備程式118
6.1.3設備引腳順序調整121
6.2J801_1計算機仿真測試121
6.2.1整體封裝121
6.2.2整體封裝的編碼121
6.2.3仿真程式和運行結果124
習題127
第7章同步陣列乘除法器設計129
7.1同步陣列乘法器129
7.1.1乘法手算形式分析129
7.1.2無符號數乘法陣列設計130
7.1.3無符號數乘法器的設計程式133
7.1.4有符號數乘法器設計137
7.2同步陣列除法器144
7.2.1除法運算的分析144
7.2.2正數除法器設計146
7.2.3正負對稱區間的除法器設計152
7.2.4實用除法器設計155
7.3可接入匯流排的乘除法器172
7.3.1帶暫存器的乘法器設計172
7.3.2帶異常控制的除法器184
習題185
第8章有設備接口計算機設計187
8.1通用設備接口邏輯187
8.2通用設備接口設計189
8.2.1添加檔案189
8.2.2同步增量計數器設計190
8.2.3增減計數器設計194
8.2.4緩衝存儲器組織200
8.2.5通用接口電路設計200
8.2.6通用接口程式設計203
8.2.7通用接口電路的仿真204
8.3設備接口的使用205
8.3.1主機接口邏輯205
8.3.2主機接口連線設計205
8.4使用接口的指令設計206
8.4.1輸入輸出指令設計206
8.4.2條件轉移指令設計207
8.4.3控制矩陣設計208
8.5接口的輸入輸出驅動程式212
8.5.1輸入接口驅動程式213
8.5.2輸出接口驅動程式213
8.6將乘除法器加入計算機213
8.6.1乘法器的匯流排連線213
8.6.2除法器的匯流排連線215
8.6.3乘除法指令設計215
8.7整機調試228
8.7.1提供外設使用的線228
8.7.2編譯仿真與糾錯230
習題233
第9章中斷結構計算機設計235
9.1中斷電路邏輯設計235
9.1.1設備編址管理235
9.1.2設備優先權設計237
9.2中斷產生的方式244
9.2.1設備中斷產生的方法244
9.2.2不可禁止中斷245
9.3帶中斷功能指令設計246
9.3.1中斷子程式調用246
9.3.2中斷子程式暫存器的連線249
9.3.3帶中斷功能的指令251
9.3.4J801_3計算機驗證254
9.4J801計算機記憶體設計258
9.4.1啟動執行機制258
9.4.2必要的系統程式258
習題259
第10章DMA結構設計261
10.1簡單DMA方式261
10.1.1簡單DMA邏輯結構261
10.1.2DMA存儲器262
10.1.3簡單DMA設計264
10.2DMA指令設計266
10.2.1DMA指令格式266
10.2.2DMA指令設計267
10.2.3DMA增添控制矩陣設計272
10.3J801_4計算機273
10.3.1DMA與內部匯流排連線274
10.3.2總體結構274
10.4選擇DMA276
10.4.1選擇DMA邏輯結構276
10.4.2選擇DMA設計提示277
習題277
參考文獻278
