Микропроцессоры. Теория и практика проектирования

Предисловие
Базовые понятия
Понятие микропроцессора
Задачи, выполняемые микропроцессором
Понятие о ходе выполнение программ
Счетчик команд
Правила умолчания
Шины
Понятие о тактировании
Способы классификации архитектур
Классификация по способу синхронизации
Асинхронные процессоры
Тактируемые (Синхронные) процессоры
Классификация по способу доступа к программам
и данным
Архитектура фон Неймана
Гарвардская архитектура
Расширенные архитектуры
Расширенная архитектура фон Неймана
Механизм прерывания и последовательность
выполнения
команд
Прямой доступ как нарушитель монополии
процессора
на работу с памятью
Расширенная гарвардская архитектура
Классификация по разрядности процессора
Классификация по длине команды процессора
Классификация по количеству операндов в
командах
Безадресные машины
Одноадресные машины
Двухадресные машины
Трехадресные машины
Разновидности архитектур по управлению
последовательностью выполнения операций
Флаговые и бесфлаговые процессоры
Конвейерные и бесконвейерные (на основе
машинного
цикла) машины
Классификация по системе команд процессора
Классификация по степени параллелизма
обработки
данных
Проектирование ЦП
Критерии качества проектирования центрального
процессора
Система команд, производительность и структура
процессора
Основные принципы построения ЦП
Система команд процессора
Арифметические операции
Логические операции
Сдвиговые операции
Битовые операции
Операции передачи управления
Длина командного слова и количество операндов
в командах
Топология системы команд процессора
Разработка архитектуры и структуры процессора
Дешифратор команд
Построение дешифратора команд
Блок управления центральным процессором
Построение блока на основе микропрограммного
автомата
Построение блока управления на основе КА
Построение блока управления на основе автомата с
магазинной
памятью (МПА)
Вопросы и задания для самостоятельной работы
(автоматы
управления)
Регистровый файл
Арифметические и логические операции
Операции суммирования и логические операции
Сумматоры
Знаковая арифметика
Вопросы и задания для самостоятельной работы
(операции
суммирования)
Логические операции
Универсальная ячейка АЛУ
АЛУ на основе универсальной ячейки
Вопросы и задания для самостоятельной работы
(АЛУ на основе универсальной ячейки)
Битовые операции
Операция сдвига
Простейший алгоритм сдвига
Обсуждение простейшего алгоритма сдвига
Сдвиг на основе разложения счетчика сдвига
Обсуждение алгоритма сдвига на основе
разложения счетчика
сдвига
Вопросы и задания для самостоятельной работы
(алгоритмы
сдвига)
Операция подсчета лидирующих единиц (нулей)
Быстрый алгоритм подсчета числа лидирующих
нулей
Обсуждение быстрого алгоритма сдвига
Вопросы и задания для самостоятельной работы
(алгоритмы
сдвига)
"Прямой" алгоритм операции вставки битовых
последовательностей
Обсуждение "прямого" алгоритма вставки битовых
последовательностей
Быстрый алгоритм вставки битовых
последовательностей
Обсуждение быстрого алгоритма вставки битовых
последовательностей
Операция извлечения битовых
последовательностей
Умножение
Быстрые алгоритмы умножения
Обсуждение алгоритмов умножения
Умножение знаковых чисел
Операция умножения с суммированием
Вопросы и задания для самостоятельной работы
(операция
умножения)
Деление
Деление с восстановлением остатка
Деление без восстановления остатка
Обсуждение алгоритма деления без
восстановления остатка
БЯТ-алгоритм деления
Обсуждение БЯТ алгоритма деления
Алгоритм деления без восстановления остатка с
выработкой
группы цифр за такт
ЗЯТ-алгоритм с выработкой группы цифр за такт
Общее обсуждение алгоритмов деления
Задачи для самостоятельного решения (алгоритмы
деления) ....
Автомат управления делением
Вопросы и задания для самостоятельной работы
Адресация данных в процессорах.
Адресация в командах передачи управления
Команды передачи управления
Построение арифметико-логического устройства
Шинная структура процессора
Конвейер процессора
Конвейер данных
Обсуждение приведенных вариантов реализации
конвейера
Конвейер команд
Выборка команд
Команды перехода и конвейер
Чтение и запись данных
Продвижение данных в конвейере.
Шинный интерфейс
Адресное пространство процессора
Заключение
Приложение 1
Конечные автоматы
Автомат с магазинной памятью (МПА)
Приложение 2
Некоторые сведения из теории алгоритмов
Литература
Дополнительная литература