计算机系统设计：片上系统
《计算机系统设计：片上系统》由计算机工程领域资深学者编著，涵盖了计算机系统/SoC设计的许多重要研究内容，着眼于以系统为中心的设计空间理念，从基本概念和分析技术着手，对各种应用和架构设计、开发予以重点阐述。书中除了讲解计算机体系结构中处理器、内存、互联等要素外，重点介绍了系统的定制化设计技术与可重构性设计技术，更关注系统级开发时关于面积、速度、功耗和可配置性等权衡技术发展，并指出计算机系统/SoC设计面临的挑战。 《计算机系统设计：片上系统》不仅可供计算机系统设计专业人员、SoC设计师及计算机学者阅读，也可作为计算机科学、计算机工程及电子工程等专业研究生的参考书。
简介
《计算机系统设计：片上系统》由计算机工程领域资深学者编著，涵盖了计算机系统/SoC设计的许多重要研究内容，着眼于以系统为中心的设计空间理念，从基本概念和分析技术着手，对各种应用和架构设计、开发予以重点阐述。书中除了讲解计算机体系结构中处理器、内存、互联等要素外，重点介绍了系统的定制化设计技术与可重构性设计技术，更关注系统级开发时关于面积、速度、功耗和可配置性等权衡技术发展，并指出计算机系统/SoC设计面临的挑战。 《计算机系统设计：片上系统》不仅可供计算机系统设计专业人员、SoC设计师及计算机学者阅读，也可作为计算机科学、计算机工程及电子工程等专业研究生的参考书。
版权
出版社机械工业出版社
出版时间2015年6月
分类计算机-理论知识
热门划线
计算机系统设计：片上系统
迈克尔 [美]J.弗林 陆永青
- 译者序
- 原书前言
- 缩略语
- 系统方法简介
- 1.1系统架构：概览
- 1.2系统组件：处理器、存储器及互联
- 1.3硬件和软件：可编程性与性能
- 1.4处理器架构
- 1.4.1处理器：功能的观点
- 1.4.2处理器：架构的观点
- 1.5内存与寻址
- 1.5.1SoC内存实例
- 1.5.2寻址：内存架构
- 1.5.3SoC操作系统内存
- 1.6系统级互联
- 1.6.1基于总线方法
- 1.6.2片上网络方法
- 1.7SoC设计方法
- 1.7.1需求与规范
- 1.7.2设计迭代
- 1.8系统架构及其复杂性
- 1.9SoC产品经济及影响
- 1.9.1影响产品成本的因素
- 1.9.2给产品经济和技术复杂性建模：SoC课程
- 1.10应对设计复杂性
- 1.10.1购买IP
- 1.10.2重构
- 1.11总结
- 1.12习题
- 2.1引言
- 2.1.1设计的权衡
- 2.1.2需求和规格
- 2.2周期
- 2.2.1周期的定义
- 2.2.2流水线优化
- 2.2.3性能
- 2.3芯片面积和成本
- 2.3.1处理器面积
- 2.3.2处理器单元
- 2.4理想和实用尺寸
- 2.5功耗
- 2.6在处理器设计中面积时间功耗的权衡
- 2.6.1工作站处理器
- 2.6.2嵌入式处理器
- 2.7可靠性
- 2.7.1解决物理错误
- 2.7.2错误检测和纠正
- 2.7.3解决制造缺陷问题
- 2.7.4存储和功能擦除
- 2.8可配置性
- 2.8.1为什么要可配置性设计
- 2.8.2可配置器件的面积估计
- 2.9总结
- 2.10习题
- 处理器
- 3.1引言
- 3.2SoC处理器的选择
- 3.2.1概述
- 3.2.2实例：软处理器
- 3.2.3实例：处理器核选择
- 3.3处理器体系结构中的基本概念
- 3.3.1指令集
- 3.3.2一些指令集习惯
- 3.3.3分支
- 3.3.4中断和异常
- 3.4处理器微体系结构的基本概念
- 3.5指令处理的基本元素
- 3.5.1指令译码器和互锁
- 3.5.2旁路
- 3.5.3执行单元
- 3.6缓冲：让流水线延迟最小化
- 3.6.1平均请求率缓冲
- 3.6.2固定或最大请求率的缓冲设计
- 3.7分支：减少分支的开销
- 3.7.1分支目标获取：分支目标缓冲
- 3.7.2分支预测
- 3.9矢量处理器和矢量指令扩展
- 3.9.1矢量功能部件
- 3.10超长指令字处理器
- 3.11超标量处理器
- 3.11.1数据相关
- 3.11.2检测指令并行
- 3.11.3一个简单的实现
- 3.11.4乱序指令的状态保存
- 3.12处理器的演变和两个实例
- 3.12.1软核和固核处理器设计：IP形式的处理器
- 3.12.2高性能定制处理器
- 3.13总结
- 3.14习题
- 片上系统和基于主板系统的存储设计
- 4.1引言
- 4.2概况
- 4.2.1SoC外部存储：闪存
- 4.2.2SoC内部存储器：放置点
- 4.2.3存储器大小
- 4.3暂存器和缓存
- 4.4基础概念
- 4.5缓存组织形式
- 4.6缓存数据
- 4.7写策略
- 4.8失效替换策略
- 4.8.1读取一行
- 4.8.2行替换
- 4.8.3缓存环境：系统、事务和多道程序的影响
- 4.9其他类型的缓存
- 4.11多级缓存
- 4.11.1缓存阵列大小的限制
- 4.11.2评估多级缓存
- 4.11.3逻辑包含
- 4.12虚实转换
- 4.13片上存储系统
- 4.14片外（基于主板）存储系统
- 4.15简单DRAM和存储阵列
- 4.15.1SDRAM和DDR SDRAM
- 4.15.2存储缓冲器
- 4.16处理器存储器交互简单模型
- 4.16.1简单多处理器和存储器模型
- 4.16.2StreckerRavi 模型
- 4.16.3交叉缓存
- 4.17总结
- 4.18习题
- 互联
- 5.1引言
- 5.2概述：互联结构
- 5.3总线：基本结构
- 5.3.1仲裁和协议
- 5.3.2总线桥
- 5.3.3物理总线结构
- 5.3.4总线多样性
- 5.4SoC总线标准
- 5.4.1AMBA总线
- 5.4.2CoreConnect总线
- 5.4.3总线接口单元：总线套接字和总线封装
- 5.5总线模型分析
- 5.5.1竞争和共享总线
- 5.5.2简单的总线模型：没有重新提交
- 5.5.3重新提交的总线模型
- 5.5.4使用总线模型：计算给定的占有率
- 5.5.5总线事务的影响和竞争时间
- 5.6超越总线：拥有交换互联的NoC
- 5.6.1静态网络
- 5.6.2动态网络
- 5.7一些NoC交换的例子
- 5.7.1直接网络的一个二维网格的实例
- 5.7.2同步SoC的异步交叉互联（动态网络）
- 5.7.3阻塞与不阻塞比较
- 5.8分层结构和网络接口单元
- 5.8.1NoC的分层结构
- 5.8.2NoC和NIU的实例
- 5.8.3总线与NoC比较
- 5.9互联网络评估
- 5.9.1静态网络与动态网络比较
- 5.9.2网络比较：实例
- 5.10总结
- 5.11习题
- 定制与可配置性
- 6.1引言
- 6.2估算定制的有效性
- 6.3SoC定制综述
- 6.4定制指令处理器
- 6.4.1处理器定制方法
- 6.4.2架构描述
- 6.4.3自动识别定制指令
- 6.5重构技术
- 6.5.1可重构的功能单元
- 6.5.2重构互联
- 6.5.3软件可配置处理器
- 6.6可重构设备上的映射设计
- 6.7特定实例设计
- 6.8可定制软件处理器的一个实例
- 6.9重构
- 6.9.1重构的开销分析
- 6.9.2平衡分析：重构的并行性
- 6.10总结
- 6.11习题
- 应用研究
- 7.1引言
- 7.2SoC设计方法
- 7.3应用研究：AES
- 7.3.1AES：算法及需求
- 7.3.2AES：设计和评估
- 7.4应用研究：三维图形处理器
- 7.4.1分析：处理
- 7.4.2分析：互联
- 7.4.3原型技术
- 7.5应用研究：图像压缩
- 7.5.1JPEG压缩
- 7.5.2实例：数字静态相机中的JPEG系统
- 7.6应用研究：视频压缩
- 7.6.1MPEG和H.26X视频压缩：需求
- 7.6.2H.264加速：设计
- 7.7未来的应用研究
- 7.7.1MP3音频解码
- 7.7.2IEEE 802.16软件定义无线电
- 7.8总结
- 7.9习题
- 展望：未来的挑战
- 8.1引言
- 8.2未来的系统：全自治片上系统
- 8.2.1概述
- 8.2.2技术
- 8.2.3功耗
- 8.2.4全自治片上系统的外形
- 8.2.5计算机模型和存储
- 8.2.6RF和激光通信
- 8.2.7传感
- 8.2.8动力、飞行及果蝇
- 8.3未来的设计流程：自我优化和自我验证
- 8.3.1动机
- 8.3.2概述
- 8.3.3部署前
- 8.3.4部署后
- 8.3.5规划和挑战
- 8.4总结
- 附录处理器评估工具
- 参考文献