继MIPS版和ARM版之后，本书与时俱进地推出了RISC-V版。全书从计算机体系结构的角度介绍数字逻辑设计的基础知识，从基本的二进制数开始，详细讨论RISC-V处理器的设计原则、技术与方法。本书首先介绍数字逻辑门，接着讲解组合电路和时序电路的设计，并以这些基本的数字逻辑设计概念为基础，重点介绍如何设计真实的处理器。书中包含大量示例，并分别用SystemVerilog和VHDL给出相应数字系统设计的实现。本书不仅反映了当前数字电路设计的主流方法，而且突出了计算机体系结构的工程特点，适合高等院校计算机相关专业的学生阅读，也适合从事处理器设计的技术人员参考。
1.1 写在最前面 1
1.2 管理复杂性的技术 1
1.3 数字抽象 3
1.4 数制系统 4
1.5 逻辑门 11
1.6 数字抽象的相关概念 13
1.7 CMOS晶体管* 16
1.8 功耗* 21
1.9 本章总结和后续章节概览 23
习题 23
面试题 29
第2章 组合逻辑设计 30
2.1 引言 30
2.2 布尔表达式 32
2.3 布尔代数 34
2.4 从逻辑到门 37
2.5 多级组合逻辑 39
2.6 非法值和浮空值 42
2.7 卡诺图 43
2.8 组合逻辑模块 47
2.9 时序 50
2.10 本章总结 54
习题 55
面试题 59
第3章 时序逻辑设计 60
3.1 引言 60
3.2 锁存器和触发器 60
设计* 64
3.3 同步逻辑设计 66
3.4 有限状态机 68
3.5 时序逻辑电路的时序 79
3.6 并行 89
3.7 本章总结 91
习题 92
面试题 96
第4章 硬件描述语言 97
4.1 引言 97
4.2 组合逻辑 100
4.3 结构建模 110
4.4 时序逻辑 113
4.5 更多组合逻辑 118
4.6 有限状态机 127
4.7 数据类型* 130
4.8 参数化模块* 133
4.9 测试平台 136
4.10 本章总结 139
习题 139
System Verilog 习题 142
VHDL 习题 145
面试题 146
第5章 常见数字模块 147
5.1 引言 147
5.2 算术电路 147
5.3 数制系统 161
5.4 时序电路模块 164
5.5 存储器阵列 167
5.6 逻辑阵列 173
5.7 本章总结 180
习题 180
面试题 186
第6章 体系结构 187
6.1 引言 187
6.2 汇编语言 188
常数 189
6.3 编程 192
6.4 机器语言 209
6.5 编译、汇编和加载* 217
6.6 其他主题* 226
6.7 RISC-V体系结构的演变 230
比较 231
比较 231
6.8 换位观察：x86体系结构 232
6.9 本章总结 238
习题 238
面试题 248
第7章 微体系结构 249
7.1 引言 249
7.2 性能分析 251
7.3 单周期处理器 252
7.4 多周期处理器 264
7.5 流水线处理器 280
7.6 硬件描述语言表示* 292
7.7 高级微体系结构* 302
7.8 现实世界视角：RISC-V微体系
结构的演变* 311
7.9 本章总结 314
习题 314
面试题 319
第8章 存储器系统 320
8.1 引言 320
8.2 存储器系统性能分析 323
8.3 高速缓存 324
8.4 虚拟存储器 334
8.5 本章总结 341
习题 341
面试题 346
第9章 嵌入式I/O系统 347
9.1 引言 347
9.2 内存映射I/O 347
9.3 嵌入式I/O系统 348
9.4 其他微控制器外设 380
9.5 本章总结 397
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