數(shù)字設計和計算機體系結構（原書第2版·ARM版）

出版者的話
贊譽
譯者序
前言
第1章　二進制1
1.1　課程計劃1
1.2　管理復雜性的藝術1
1.2.1　抽象1
1.2.2　約束2
1.2.3　三條原則3
1.3　數(shù)字抽象3
1.4　數(shù)字系統(tǒng)4
1.4.1　十進制數(shù)4
1.4.2　二進制數(shù)5
1.4.3　十六進制數(shù)6
1.4.4　字節(jié)、半字節(jié)和字7
1.4.5　二進制加法8
1.4.6　有符號的二進制數(shù)8
1.5　邏輯門10
1.5.1　非門11
1.5.2　緩沖11
1.5.3　與門11
1.5.4　或門11
1.5.5　其他二輸入邏輯門12
1.5.6　多輸入門12
1.6　數(shù)字抽象之下13
1.6.1　電源電壓13
1.6.2　邏輯電平13
1.6.3　噪聲容限14
1.6.4　直流電壓傳輸特性14
1.6.5　靜態(tài)約束15
*1.7　CMOS晶體管16
1.7.1　半導體16
1.7.2　二極管17
1.7.3　電容17
1.7.4　nMOS和pMOS晶體管17
1.7.5　CMOS非門19
1.7.6　其他CMOS邏輯門19
1.7.7　傳輸門21
1.7.8　類nMOS邏輯21
*1.8　功耗22
1.9　總結和展望22
習題23
面試問題29
第2章　組合邏輯設計30
2.1　引言30
2.2　布爾表達式32
2.2.1　術語32
2.2.2　與或式32
2.2.3　或與式33
2.3　布爾代數(shù)34
2.3.1　公理34
2.3.2　單變量定理35
2.3.3　多變量定理36
2.3.4　定理的統(tǒng)一證明方法37
2.3.5　等式化簡37
2.4　從邏輯到門38
2.5　多級組合邏輯40
2.5.1　減少硬件40
2.5.2　推氣泡41
2.6　X和Z43
2.6.1　非法值X43
2.6.2　浮空Z43
2.7　卡諾圖44
2.7.1　畫圈的原理45
2.7.2　卡諾圖化簡邏輯45
2.7.3　無關項48
2.7.4　小結49
2.8　組合邏輯模塊49
2.8.1　多路選擇器49
2.8.2　譯碼器52
2.9　時序52
2.9.1　傳輸延遲和最小延遲53
2.9.2　毛刺55
2.10　總結57
習題57
面試問題62
第3章　時序邏輯設計63
3.1　引言63
3.2　鎖存器和觸發(fā)器63
3.2.1　SR鎖存器64
3.2.2　D鎖存器65
3.2.3　D觸發(fā)器66
3.2.4　寄存器67
3.2.5　帶使能端的觸發(fā)器67
3.2.6　帶復位功能的觸發(fā)器67
*3.2.7　晶體管級的鎖存器和觸發(fā)器的設計68
3.2.8　小結68
3.3　同步邏輯設計69
3.3.1　一些有問題的電路70
3.3.2　同步時序電路71
3.3.3　同步和異步電路72
3.4　有限狀態(tài)機72
3.4.1　有限狀態(tài)機設計實例73
3.4.2　狀態(tài)編碼77
3.4.3　Moore型狀態(tài)機和Mealy型狀態(tài)機79
3.4.4　狀態(tài)機的分解82
3.4.5　由電路圖導出狀態(tài)機83
3.4.6　小結86
3.5　時序邏輯電路的時序86
3.5.1　動態(tài)約束87
3.5.2　系統(tǒng)時序87
*3.5.3　時鐘偏移91
3.5.4　亞穩(wěn)態(tài)92
3.5.5　同步器93
*3.5.6　分辨時間的推導95
3.6　并行97
3.7　總結99
習題100
面試問題105
第4章　硬件描述語言107
4.1　引言107
4.1.1　模塊107
4.1.2　硬件描述語言的起源108
4.1.3　模擬和綜合109
4.2　組合邏輯110
4.2.1　位運算符110
4.2.2　注釋和空格112
4.2.3　縮減運算符112
4.2.4　條件賦值112
4.2.5　內部變量114
4.2.6　優(yōu)先級115
4.2.7　數(shù)字116
4.2.8　Z和X117
4.2.9　位混合118
4.2.10　延遲118
4.3　結構建模119
4.4　時序邏輯122
4.4.1　寄存器122
4.4.2　帶復位功能的寄存器123
4.4.3　帶使能端的寄存器124
4.4.4　多寄存器124
4.4.5　鎖存器125
4.5　更多組合邏輯126
4.5.1　case語句127
4.5.2　if語句129
4.5.3　帶有無關項的真值表130
4.5.4　阻塞式和非阻塞式賦值131
4.6　有限狀態(tài)機134
*4.7　數(shù)據(jù)類型137
4.7.1　SystemVerilog137
4.7.2　VHDL138
*4.8　參數(shù)化模塊140
4.9　測試程序142
4.10　總結145
習題145
面試問題152
第5章　常見數(shù)字模塊153
5.1　引言153
5.2　算術電路153
5.2.1　加法153
5.2.2　減法158
5.2.3　比較器159
5.2.4　算術邏輯單元160
5.2.5　移位器和循環(huán)移位器162
*5.2.6　乘法162
*5.2.7　除法164
5.2.8　拓展閱讀164
5.3　數(shù)制系統(tǒng)165
5.3.1　定點數(shù)系統(tǒng)165
*5.3.2　浮點數(shù)系統(tǒng)166
5.4　時序電路模塊169
5.4.1　計數(shù)器169
5.4.2　移位寄存器169
5.5　存儲器陣列171
5.5.1　概述171
5.5.2　動態(tài)隨機訪問存儲器173
5.5.3　靜態(tài)隨機訪問存儲器174
5.5.4　面積和延遲174
5.5.5　寄存器文件174
5.5.6　只讀存儲器175
5.5.7　使用存儲器陣列的邏輯176
5.5.8　存儲器HDL176
5.6　邏輯陣列178
5.6.1　可編程邏輯陣列178
5.6.2　現(xiàn)場可編程邏輯門陣列179
*5.6.3　陣列實現(xiàn)182
5.7　總結183
習題184
面試問題190
第6章　體系結構191
6.1　引言191
6.2　匯編語言192
6.2.1　指令192
6.2.2　操作數(shù)：寄存器、存儲器和常數(shù)193
6.3　編程196
6.3.1　數(shù)據(jù)處理指令196
6.3.2　條件標志198
6.3.3　分支200
6.3.4　條件語句201
6.3.5　循環(huán)202
6.3.6　存儲器204
6.3.7　函數(shù)調用207
6.4　機器語言215
6.4.1　數(shù)據(jù)處理指令215
6.4.2　存儲器指令218
6.4.3　分支指令219
6.4.4　尋址模式220
6.4.5　解釋機器語言代碼220
6.4.6　程序存儲221
*6.5　編譯、匯編與加載222
6.5.1　內存映射222
6.5.2　編譯223
6.5.3　匯編224
6.5.4　鏈接225
6.5.5　加載226
*6.6　其他主題227
6.6.1　加載文字227
6.6.2　NOP227
6.6.3　異常228
6.7　ARM體