1.1 序

1.1 序

本章将实现一台简单的计算机系统的 SoC(System-on-a-Chip,片上系统)。它以 CPU 为核心,同时实现了负责存储程序和数据的内存、负责和外部进行输入输出的 I/O 以及它们之间的连接总线。SoC 是将一整套系统集成到单一芯片的集成电路设计方法。

开发之前,我们先来确定 CPU 的名字。我们为这次开发的 CPU 取名为 AZ Processor,因为本书旨在从头到尾亲自动手设计和实现一台计算机,这几个英文字母就含有从 A 到 Z 全部亲手制作的意思。然后,AZ Processor、内存、各种 I/O 通过总线连接形成的 SoC,我们称之为 AZPR SoC(AZ Processor 片上系统)。图 1-1 为 AZPR SoC 的概要。

图 1-1 AZPR SoC 的概要

图 1-2 列出了本章的结构。1.2 节 ~1.4 节分别简单介绍计算机系统、数字电路基础和 Verilog HDL 语言。这 3 节的内容是制作 AZPR SoC 需要掌握的最基础的知识。已经掌握这些知识和设计经验的读者,可以跳过此部分。

1.5 节 ~1.10 节是本章主要的设计和实现部分。1.5 节将对 AZPR SoC 进行说明。1.6 节 ~1.9 节将分别对总线、内存、CPU 和 I/O 的设计和实现进行说明。1.10 节将各个模块连接,完成 AZPR SoC 的制作。1.11 节介绍 AZPR SoC 的仿真。最后的 1.12 节对本章进行总结。

图 1-2 本章的构成

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