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203千字 字数
2020-12-01 发行日期
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主编推荐语

本书结合FPGA开发板与云平台，讲述基于RISC-V处理器的SiFive Freedom E300片上系统设计、实验教程及移植RT-Thread操作系统。

内容简介

本书将线下的FPGA开发板与线上的云平台结合，完成基于开源RISC-V处理器的SiFive Freedom E300片上系统，以及E21处理器配合云平台设计方法的相关实验教程。并用Chisel编程的方式与FPGA硬件，完成国产RT-Thread操作系统验证的移植。全书包含三大部分内容：首先讲述了基于实验所用Digilent Nexys板级硬件设计平台和Vivado开发工具。其次是介绍Verilog HDL、Chisel HCL和一种由国内自主开发的Coffee-HDL这三种硬件描述语言。最后是三种实验教程的设计与实现方法，包含开源的SiFive Freedom E300片上系统的实验；以英伟达开源的深度学习硬件架构NVDLA为例，介绍如何在Freedom E300平台上集成Verilog IP的方法及介绍SiFive E21处理器IP的使用方式与国内自主开发云端SoC开发平台的实验；移植国内自主开发RT-Thread实时多任务操作系统的原理与应用到SiFive Freedom E300片上系统的实验。

目录

  • 封面
  • 作者简介
  • 版权信息
  • 内容简介
  • 推荐语（按反馈时间排序）
  • 序　一
  • 序　二
  • 前　言
  • 第1章　RISC-Ⅴ的历史和机遇
  • 1.1　RISC-Ⅴ发明团队与历史
  • 1.1.1　商业公司的指令集架构载浮载沉
  • 1.1.2　RISC-Ⅴ指令集架构有什么不同
  • 1.1.3　RISC-Ⅴ发展史及其标志性事件
  • 1.2　RISC-Ⅴ基金会成长的历史
  • 1.2.1　RISC-Ⅴ基金会的成员介绍
  • 1.2.2　RISC-Ⅴ基金会推动20个重点领域的技术
  • 1.2.3　RISC-Ⅴ基金会标准制定过程及工作群组机制
  • 1.2.4　RISC-Ⅴ国际协会的诞生
  • 1.3　RISC-Ⅴ的生态系统
  • 1.3.1　RISC-Ⅴ的开发板和生态系统
  • 1.3.2　部分RISC-Ⅴ社区生态的支持厂商
  • 1.3.3　芯片设计业界的RISC-Ⅴ产品进展
  • 1.4　SiFive研发团队技术沿革
  • 1.4.1　Rocket Chip SoC生成器
  • 1.4.2　使用Chisel语言编写Rocket Chip生成器
  • 1.4.3　Rocket标量处理器
  • 1.4.4　SiFive强力推动RISC-Ⅴ生态发展
  • 第2章　RISC-Ⅴ指令集体系架构介绍
  • 2.1　引言
  • 2.2　RISC-Ⅴ架构特性
  • 2.2.1　简洁性
  • 2.2.2　模块化
  • 2.3　指令格式
  • 2.3.1　指令长度编码
  • 2.3.2　指令格式
  • 2.4　寄存器列表
  • 2.4.1　通用寄存器
  • 2.4.2　控制和状态寄存器
  • 2.4.3　程序计数器
  • 2.5　地址空间与寻址模式
  • 2.5.1　地址空间
  • 2.5.2　小端格式
  • 2.5.3　寻址模式
  • 2.6　内存模型
  • 2.7　特权模式
  • 2.8　中断和异常
  • 2.8.1　中断和异常概述
  • 2.8.2　RISC-Ⅴ机器模式下的中断架构
  • 2.8.3　机器模式下中断和异常的处理过程
  • 2.9　调试规范
  • 2.10　RISC-Ⅴ未来的扩展子集
  • 2.10.1　B标准扩展：位操作
  • 2.10.2　H特权态架构扩展：支持管理程序（Hypervisor）
  • 2.10.3　J标准扩展：动态翻译语言
  • 2.10.4　L标准扩展：十进制浮点
  • 2.10.5　N标准扩展：用户态中断
  • 2.10.6　P标准扩展：封装的单指令多数据（Packed-SIMD）指令
  • 2.10.7　Q标准扩展：四精度浮点
  • 2.10.8　V标准扩展：基本矢量扩展
  • 2.11　RISC-Ⅴ指令列表
  • 2.11.1　I指令子集
  • 2.11.2　M指令子集
  • 2.11.3　A指令子集
  • 2.11.4　F指令子集
  • 2.11.5　D指令子集
  • 2.11.6　C指令子集
  • 第3章　现场可编程逻辑门阵列（FPGA）设计流程
  • 3.1　Xilinx FPGA概述与设计流程
  • 3.1.1　Xilinx FPGA的基本结构
  • 3.1.2　Diligent Nexys A7 FPGA开发平台介绍
  • 3.1.3　FPGA的设计流程
  • 3.2　Xilinx Vivado集成环境安装与开发流程
  • 3.2.1　Vivado集成环境的安装
  • 3.2.2　Vivado集成环境的开发流程
  • 第4章　SiFive Freedom E300 SoC的原理与实验
  • 4.1　Verilog HDL简介
  • 4.1.1　数据类型
  • 4.1.2　数据表示
  • 4.1.3　运算符及表达式
  • 4.1.4　Verilog HDL常用语法
  • 4.1.5　系统函数和任务
  • 4.1.6　Verilog HDL规范
  • 4.1.7　用于Verilog HDL设计的Xilinx 7系列 FPGA原语使用方法
  • 4.1.8　小结
  • 4.2　Chisel HCL简介
  • 4.2.1　环境安装
  • 4.2.2　Scala编程语言快训
  • 4.2.3　Chisel硬件构造语言快训
  • 4.2.4　小结
  • 4.3　SiFive Freedom E300平台架构介绍
  • 4.3.1　E31 RISC-Ⅴ内核概述
  • 4.3.2　中断架构
  • 4.3.3　内核本地中断器（CLINT）
  • 4.3.4　调试支持
  • 4.3.5　SiFive TileLink总线介绍
  • 4.4　SiFive Freedom E300在Nexys A7上的开发流程
  • 4.4.1　SiFive Freedom SoC生成器简介
  • 4.4.2　Verilog IP集成方法与开发流程
  • 4.4.3　Freedom E300在Nexys A7上的开发流程
  • 第5章　SiFive E21处理器和SoC设计云平台的原理与实验
  • 5.1　SiFive E21处理器
  • 5.1.1　缩略语和术语列表
  • 5.1.2　E21 RISC-Ⅴ内核概述
  • 5.1.3　内存映射
  • 5.1.4　中断架构
  • 5.1.5　内核本地中断器
  • 5.1.6　调试支持
  • 5.1.7　使用E21内核评估套件
  • 5.2　Coffee-HDL语言简介
  • 5.2.1　开发Coffee-HDL语言的动机
  • 5.2.2　文件和模块
  • 5.2.3　语言要素
  • 5.2.4　数据类型
  • 5.2.5　操作符
  • 5.2.6　位选择和部分选择
  • 5.2.7　表达式
  • 5.2.8　语句
  • 5.2.9　函数
  • 5.2.10　LRU算法模块设计示例
  • 5.2.11　E21_SOC_FPGA集成模块设计示例
  • 5.3　ezchip® SoC在线设计云平台
  • 5.3.1　IC Studio主界面布局
  • 5.3.2　IC Studio的使用
  • 5.3.3　ezchip®可配置制模块
  • 5.3.4　生成代码
  • 5.3.5　基于SiFive E21处理器的SoC设计实验
  • 5.3.6　基于SiFive E21处理器的FPGA验证实验
  • 第6章　RT-Thread实时多任务操作系统的原理与应用
  • 6.1　SiFive Freedom Studio集成开发调试环境安装与介绍
  • 6.1.1　Freedom Studio简介与安装
  • 6.1.2　启动Freedom Studio
  • 6.1.3　创建sifive-welcome项目
  • 6.1.4　配置sifive-welcome项目
  • 6.1.5　编译sifive-welcome项目
  • 6.1.6　运行sifive-welcome项目
  • 6.1.7　调试程序
  • 6.2　移植RT-Thread实时多任务操作系统的原理
  • 6.2.1　嵌入式操作系统概述
  • 6.2.2　RT-Thread实时多任务操作系统介绍
  • 6.2.3　RT-Thread的底层结构与移植
  • 6.3　RT-Tread的UART驱动结构分析、移植及应用
  • 6.3.1　RT-Tread外设驱动
  • 6.3.2　UART驱动结构分析
  • 6.3.3　UART的移植与应用
  • 6.4　完成RT-Thread实时操作系统的编译与运行
  • 6.4.1　工具准备
  • 6.4.2　修改路径与代码
  • 6.4.3　文件编译
  • 6.4.4　文件烧录
  • 附录A　虚拟机与Ubuntu Linux操作系统的安装
  • 附录B　基于Nexys A7贪吃蛇游戏的设计与实现
  • 参考文献
  • 反侵权盗版声明
  • 封底
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出版方

电子工业出版社

电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。