自己动手写CPU

出版者:电子工业出版社

作者:雷思磊

页数:556

出版时间:2014-9-1

价格:99.00元

装帧:平装

isbn号码:9787121239502

具体描述

《自己动手写CPU(含CD光盘1张)》使用Verilog HDL 设计实现了一款兼容MIPS32指令集架构的处理器——OpenMIPS。OpenMIPS 处理器具有两个版本，分别是教学版和实践版。教学版的主要设计思想是尽量简单，处理器的运行情况比较理想化，与教科书相似，便于使用其进行教学、学术研究和讨论，也有助于学生理解课堂上讲授的知识。实践版的设计目标是能完成特定功能，发挥实际作用。

《自己动手写CPU(含CD光盘1张)》分为三篇。第一篇是理论篇，介绍了指令集架构、Verilog HDL的相关知识。第二篇是基础篇，采用增量模型，实现了教学版OpenMIPS处理器。首先实现了仅能执行一条指令的处理器，从这个最简单的情况出发，通过依次添加，实现逻辑操作指令、移位操作指令、空指令、移动操作指令、算术操作指令、转移指令、加载存储指令、协处理器访问指令、异常相关指令，最终实现了教学版OpenMIPS处理器。第三篇是进阶篇，通过为教学版OpenMIPS添加Wishbone总线接口，从而实现了实践版OpenMIPS处理器，并与SDRAM控制器、GPIO模块、Flash控制器、UART控制器、Wishbone总线互联矩阵等模块组成一个小型SOPC，然后下载到FPGA芯片以验证实现效果，最后为实践版OpenMIPS处理器移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II。

《自己动手写CPU(含CD光盘1张)》适合计算机专业的学生、FPGA开发人员、处理器设计者、嵌入式系统应用开发工程师、MIPS平台开发人员以及对处理器内部的实现感兴趣的读者阅读，也可以作为高等院校计算机原理、计算机体系结构等课程的实践参考书。

作者简介

雷思磊，理工男，好静，倡导低碳生活，常以环保人士自居，喜读书，自幼笃信“博观而约取厚积而薄发”，是故，所读书籍甚为驳杂，年近而立，尚不确定根本兴趣目标，一日，驻足书架之前，细览所读书籍，惊觉随岁月增长，关注点依次从应用编程、操作系统、驱动设计转移至处理器结构，此一脉络极其清晰，遂如醍醐灌顶，幡然醒悟，原来余根本兴趣目标在“底层”，在于从根本上理解世界之运行，遂耗数年时间钻研处理器工作原理，乃有些微收获，拙作当为数年辛苦之小结，然学无止境，科技发展亦日新月异，唯有持续钻研，方能大成，屈子曰：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。此言甚是，余定谨记而遵行之。

目录信息

第一篇 理论篇
第1章 处理器与MIPS 2
1.1 计算机的简单模型 2
1.1.1 计算机的简单组成模型 2
1.1.2 计算机的简单使用模型 3
1.2 架构与指令集 4
1.2.1 CISC与RISC 4
1.2.2 主要的几种ISA 5
1.3 MIPS指令集架构的演变 6
1.4 MIPS32指令集架构简介 9
1.4.1 数据类型 9
1.4.2 寄存器 9
1.4.3 字节次序 10
1.4.4 指令格式 11
1.4.5 指令集 11
1.4.6 寻址方式 13
1.4.7 协处理器CP0 13
1.4.8 异常 14
1.5 本书的目标与组织方式 14
第2章 可编程逻辑器件与Verilog HDL 16
2.1 可编程逻辑器件概述 16
2.2 基于PLD的数字系统设计流程 18
2.2.1 设计输入 19
2.2.2 综合 20
2.2.3 布局布线 20
2.2.4 下载 20
2.2.5 仿真 20
2.2.6 工具介绍 21
2.3 Verilog HDL简介 21
2.4 Verilog HDL中模块的结构 22
2.5 Verilog HDL基本要素 24
2.5.1 常量 24
2.5.2 变量声明与数据类型 24
2.5.3 向量 26
2.5.4 运算符 26
2.6 Verilog HDL行为语句 29
2.6.1 过程语句 29
2.6.2 赋值语句 31
2.6.3 条件语句 32
2.6.4 循环语句 34
2.6.5 编译指示语句 35
2.6.6 行为语句的可综合性 37
2.7 电路设计举例 38
2.8 仿真 41
2.8.1 系统函数 42
2.8.2 Test Bench 43
2.8.3 ModelSim仿真 45
2.9 本章小结 48
第二篇 基础篇
第3章 教学版OpenMIPS处理器蓝图 50
3.1 系统设计目标 50
3.1.1 设计目标 50
3.1.2 五级流水线 50
3.1.3 指令执行周期 52
3.2 教学版OpenMIPS处理器接口 53
3.3 文件说明 54
3.4 实现方法 55
第4章 第一条指令ori的实现 58
4.1 ori指令说明 58
4.2 流水线结构的建立 59
4.2.1 流水线的简单模型 59
4.2.2 原始的OpenMIPS五级流水线结构 60
4.2.3 一些宏定义 62
4.2.4 取指阶段的实现 63
4.2.5 译码阶段的实现 65
4.2.6 执行阶段的实现 74
4.2.7 访存阶段的实现 78
4.2.8 回写阶段的实现 81
4.2.9 顶层模块OpenMIPS的实现 81
4.3 验证OpenMIPS实现效果 85
4.3.1 指令存储器ROM的实现 85
4.3.2 最小SOPC的实现 87
4.3.3 编写测试程序 88
4.3.4 建立Test Bench文件 89
4.3.5 使用ModelSim检验OpenMIPS实现效果 90
4.4 MIPS编译环境的建立 92
4.4.1 VisualBox的安装与设置 93
4.4.2 GNU工具链的安装 96
4.4.3 使用GNU工具进行编译 97
4.4.4 使用GNU工具进行链接 99
4.4.5 得到ROM初始化文件 102
4.4.6 编写Makefile文件 103
4.5 第一条指令实现小结 105
第5章 逻辑、移位操作与空指令的实现 107
5.1 流水线数据相关问题 107
5.2 OpenMIPS对数据相关问题的解决措施 111
5.3 测试数据相关问题的解决效果 115
5.4 逻辑、移位操作与空指令说明 115
5.5 修改OpenMIPS以实现逻辑、移位操作与空指令 119
5.5.1 修改译码阶段的ID模块 120
5.5.2 修改执行阶段的EX模块 127
5.6 测试程序1——测试逻辑操作实现效果 129
5.7 测试程序2——测试移位操作与空指令实现效果 130
5.8 小结 131
第6章 移动操作指令的实现 132
6.1 移动操作指令说明 132
6.2 移动操作指令实现思路 133
6.2.1 新的数据相关情况的解决 135
6.2.2 系统结构的修改 136
6.3 修改OpenMIPS以实现移动操作指令 137
6.3.1 HI、LO寄存器的实现 137
6.3.2 修改译码阶段的ID模块 138
6.3.3 修改执行阶段 141
6.3.4 修改访存阶段 146
6.3.5 修改回写阶段 149
6.3.6 修改OpenMIPS顶层模块 149
6.4 测试程序 150
第7章 算术操作指令的实现 152
7.1 简单算术操作指令说明 153
7.2 简单算术操作指令实现思路 156
7.3 修改OpenMIPS以实现简单算术操作指令 157
7.3.1 修改译码阶段的ID模块 157
7.3.2 修改执行阶段的EX模块 164
7.4 测试简单算术操作指令实现效果 171
7.5 流水线暂停机制的设计与实现 174
7.5.1 流水线暂停机制的设计 174
7.5.2 流水线暂停机制的实现 175
7.6 乘累加、乘累减指令说明 180
7.7 乘累加、乘累减指令实现思路 181
7.8 修改OpenMIPS以实现乘累加、乘累减指令 182
7.8.1 修改译码阶段的ID模块 182
7.8.2 修改执行阶段的EX模块 184
7.8.3 修改EX/MEM模块 189
7.8.4 修改OpenMIPS模块 190
7.9 测试乘累加、乘累减指令实现效果 190
7.10 除法指令说明 191
7.11 除法指令实现思路 192
7.11.1 试商法 192
7.11.2 实现思路 193
7.11.3 系统结构的修改 193
7.12 修改OpenMIPS以实现除法指令 194
7.12.1 增加DIV模块 194
7.12.2 修改译码阶段的ID模块 199
7.12.3 修改执行阶段的EX模块 200
7.12.4 修改OpenMIPS模块 204
7.13 测试除法指令实现效果 204
7.14 数据流图的修改 205
第8章 转移指令的实现 206
8.1 延迟槽 206
8.2 转移指令说明 207
8.3 转移指令实现思路 210
8.3.1 实现思路 210
8.3.2 数据流图的修改 210
8.3.3 系统结构的修改 211
8.4 修改OpenMIPS以实现转移指令 212
8.4.1 修改取指阶段的PC模块 212
8.4.2 修改译码阶段 213
8.4.3 修改执行阶段的EX模块 223
8.4.4 修改OpenMIPS模块 225
8.5 测试转移指令的实现效果 225
8.5.1 测试跳转指令 225
8.5.2 测试分支指令 227
第9章 加载存储指令的实现 230
9.1 加载存储指令说明 230
9.1.1 加载指令lb、lbu、lh、lhu、lw说明 230
9.1.2 存储指令sb、sh、sw说明 231
9.1.3 加载存储指令用法示例 232
9.1.4 加载指令lwl、lwr说明 233
9.1.5 存储指令swl、swr说明 235
9.2 加载存储指令实现思路 238
9.2.1 数据流图的修改 239
9.2.2 系统结构的修改 240
9.3 修改OpenMIPS以实现加载存储指令 240
9.3.1 修改译码阶段 240
9.3.2 修改执行阶段 247
9.3.3 修改访存阶段 249
9.3.4 修改OpenMIPS顶层模块 260
9.4 修改最小SOPC 261
9.4.1 添加数据存储器RAM 262
9.4.2 修改最小SOPC 264
9.5 测试程序 265
9.6 链接加载指令ll、条件存储指令sc说明 267
9.7 ll、sc指令实现思路 269
9.7.1 ll、sc指令实现思路 269
9.7.2 数据流图的修改 270
9.7.3 系统结构的修改 271
9.8 修改OpenMIPS以实现ll、sc指令 271
9.8.1 LLbit寄存器的实现 271
9.8.2 修改译码阶段的ID模块 273
9.8.3 修改访存阶段 275
9.8.4 修改OpenMIPS模块 279
9.9 测试ll、sc指令实现效果 279
9.10 load相关问题 281
9.10.1 load相关问题介绍 281
9.10.2 解决方法 281
9.11 修改OpenMIPS以解决load相关问题 283
9.11.1 修改译码阶段的ID模块 283
9.11.2 修改OpenMIPS模块 284
9.12 测试load相关问题解决效果 285
9.13 小结 286
第10章 协处理器访问指令的实现 287
10.1 协处理器介绍 287
10.2 协处理器CP0中的寄存器 288
10.3 协处理器CP0的实现 295
10.4 协处理器访问指令说明 300
10.5 协处理器访问指令实现思路 300
10.5.1 实现思路 300
10.5.2 数据流图的修改 301
10.5.3 系统结构的修改 301
10.6 修改OpenMIPS以实现协处理器访问指令 303
10.6.1 修改译码阶段 303
10.6.2 修改执行阶段 305
10.6.3 修改访存阶段 311
10.6.4 修改OpenMIPS模块 314
10.7 测试程序 314
第11章 异常相关指令的实现 316
11.1 MIPS32架构中定义的异常类型 316
11.2 精确异常 318
11.3 异常处理过程 319
11.4 异常相关指令介绍 321
11.4.1 自陷指令 321
11.4.2 系统调用指令syscall 324
11.4.3 异常返回指令eret 325
11.5 异常处理实现思路 325
11.5.1 实现思路 325
11.5.2 修改数据流图 326
11.5.3 修改系统结构 326
11.6 修改OpenMIPS以实现异常处理 328
11.6.1 修改取指阶段 328
11.6.2 修改译码阶段 330
11.6.3 修改执行阶段 339
11.6.4 修改访存阶段 346
11.6.5 修改协处理器CP0 352
11.6.6 修改控制模块CTRL 355
11.6.7 修改OpenMIPS 357
11.7 再次修改最小SOPC 358
11.8 测试程序 359
11.8.1 测试程序1——测试系统调用异常 359
11.8.2 测试程序2——测试自陷异常 361
11.8.3 测试程序3——测试时钟中断 364
11.9 教学版OpenMIPS处理器实现小结 366
第三篇 进阶篇
第12章 实践版OpenMIPS处理器设计与实现 368
12.1 实践版OpenMIPS处理器的设计目标 368
12.2 Wishbone总线介绍 370
12.2.1 Wishbone总线接口说明 370
12.2.2 Wishbone总线单次读操作的过程 372
12.2.3 Wishbone总线单次写操作的过程 373
12.2.4 SEL_O/SEL_I信号说明 374
12.3 实践版OpenMIPS处理器接口 375
12.4 实践版OpenMIPS处理器的实现思路 376
12.5 从教学版OpenMIPS到实践版OpenMIPS 378
12.5.1 Wishbone总线接口模块的实现 378
12.5.2 修改CTRL模块 384
12.5.3 修改OpenMIPS顶层模块 386
12.6 实践版OpenMIPS处理器实现小结 386
第13章 基于实践版OpenMIPS的小型SOPC 387
13.1 小型SOPC的结构 387
13.2 Wishbone总线互联矩阵WB_CONMAX 388
13.3 GPIO 390
13.4 UART控制器 392
13.4.1 UART简介 392
13.4.2 UART16550 IP核介绍 394
13.5 Flash控制器 398
13.5.1 Flash简介 398
13.5.2 Flash控制器的设计 399
13.5.3 Flash控制器的实现 400
13.6 SDRAM控制器 403
13.6.1 SDRAM简介 403
13.6.2 SDRAM CONTROLLER IP核 409
13.7 实现基于实践版OpenMIPS的小型SOPC 412
13.8 本章小结 423
第14章 验证实践版OpenMIPS处理器 424
14.1 DE2平台简介 424
14.2 测试需要的硬件连接 425
14.3 QuartusII工程建立 426
14.4 测试步骤说明 430
14.5 测试一——GPIO实验 431
14.5.1 测试内容 431
14.5.2 测试程序 431
14.5.3 编译测试程序 432
14.5.4 将测试程序写入Flash芯片 433
14.5.5 下载小型SOPC到DE2 435
14.5.6 测试效果 435
14.6 测试二——UART实验 435
14.6.1 测试内容 435
14.6.2 测试程序 436
14.6.3 测试效果 438
14.7 测试三——模拟操作系统的加载过程 439
14.7.1 测试内容 439
14.7.2 测试程序BootLoader 439
14.7.3 测试程序SimpleOS 443
14.7.4 将测试程序写入Flash 446
14.7.5 测试效果 448
14.8 本章小结 449
第15章 为OpenMIPS处理器移植μC/OS-II 450
15.1 为什么需要操作系统 450
15.2 嵌入式实时操作系统介绍 451
15.3 μC/OS-II简介 452
15.4 μC/OS-II特点 452
15.5 μC/OS-II的几个概念 454
15.5.1 任务 454
15.5.2 任务调度 456
15.5.3 任务切换 456
15.5.4 μC/OS-II的中断处理 457
15.5.5 时钟节拍 457
15.5.6 μC/OS-II的初始化 458
15.5.7 μC/OS-II的启动 458
15.6 μC/OS-II的基本功能 458
15.6.1 任务间的通信与同步 459
15.6.2 任务管理 459
15.6.3 时间管理 459
15.6.4 内存管理 460
15.7 μC/OS-II的文件体系 460
15.8 μC/OS-II的移植条件 461
15.9 C语言中使用汇编代码 463
15.10 MIPS函数调用规范 465
15.10.1 寄存器使用规范 465
15.10.2 参数传递 466
15.10.3 函数返回值 466
15.10.4 堆栈布局 467
15.10.5 示例 468
15.11 μC/OS-II在OpenMIPS处理器上的移植 470
15.11.1 文件目录的建立 470
15.11.2 修改os_cpu.h文件 473
15.11.3 修改os_cpu_a.S文件 474
15.11.4 修改os_cpu_c.c文件 496
15.12 测试程序 500
15.12.1 创建openmips.h文件 500
15.12.2 创建openmips.c文件 502
15.13 编译指示文件的建立 508
15.14 OpenMIPS处理器运行移植后的μC/OS-II 515
15.15 本章小结 516
附录A 教学版OpenMIPS各个模块的接口说明 517
A.1 PC模块接口说明 517
A.2 IF/ID模块接口说明 518
A.3 ID模块接口说明 518
A.4 Regfile模块接口说明 520
A.5 ID/EX模块接口说明 520
A.6 EX模块接口说明 521
A.7 DIV模块接口说明 524
A.8 EX/MEM模块接口说明 525
A.9 MEM模块接口说明 527
A.10 MEM/WB模块接口说明 529
A.11 CP0模块接口说明 530
A.12 LLbit模块接口说明 532
A.13 HILO模块接口说明 532
A.14 CTRL模块接口说明 533
附录B OpenMIPS实现的所有指令及对应的机器码 534
B.1 逻辑操作指令 534
B.2 移位操作指令 534
B.3 移动操作指令 535
B.4 算术操作指令 535
B.5 转移指令 536
B.6 加载存储指令 536
B.7 协处理器访问指令 537
B.8 异常相关指令 537
B.9 空指令及其他指令 537
参考文献 538
· · · · · · (收起)

用户评价

我一直对硬件设计和底层技术有着浓厚的兴趣，而CPU作为计算机的核心，自然是我关注的焦点。《自己动手写CPU》这本书，为我提供了一个绝佳的学习平台。它不仅仅是一本理论书籍，更是一本实践指南。书中详细介绍了CPU的指令集架构（ISA），包括指令的编码、译码以及执行过程。作者以一种非常清晰的逻辑，讲解了如何设计一套指令集，以及如何根据指令集来设计CPU的微架构。我尤其欣赏书中关于“流水线”技术的讲解，它通过将CPU的执行过程分解成多个阶段，实现了指令的并行处理，极大地提高了CPU的运算效率。作者用生动的比喻和详细的图解，让我对这一复杂的概念有了深刻的理解。此外，书中还涉及了内存管理、缓存机制、中断处理等与CPU紧密相关的重要技术。通过阅读这本书，我不仅掌握了CPU的设计原理，更对计算机体系结构有了更全面的认识。这本书无疑是所有对CPU感兴趣的读者都应该拥有的宝藏。

说实话，当我拿到《自己动手写CPU》这本书的时候，并没有抱太大的期望，因为我总觉得CPU这种东西离我太遥远了。我只是一个普通的电脑用户，平时最多也就是玩玩游戏，看看电影。但是，这本书完全颠覆了我的认知。它就像一位魔法师，用最简单易懂的语言，揭示了CPU背后隐藏的神秘面纱。书中没有那种枯燥的公式和复杂的电路图，而是通过一个个生动有趣的例子，将CPU的每一个组成部分都讲得明明白白。我尤其喜欢书中关于“时钟信号”的讲解，作者用“心跳”来比喻它，让我一下子就理解了CPU是如何同步工作的。然后，它又一步步地介绍了如何将这些基础的“心跳”转化为各种复杂的计算，比如加法、减法，甚至是更复杂的逻辑运算。让我印象深刻的是，书中还提到了CPU的“指令集”设计，作者用非常通俗的语言解释了指令集的重要性，以及不同的指令集是如何影响CPU的性能的。读完这本书，我感觉自己对电脑的理解上升到了一个全新的层次，以前那些模糊不清的概念，现在都变得清晰起来。我甚至开始怀疑，我是否也能尝试着去设计自己的指令集呢？这本书激发了我内心深处的创造力。

作为一名业余爱好者，我一直渴望能够更深入地了解计算机是如何工作的，尤其是CPU，这个计算机的“心脏”。《自己动手写CPU》这本书，彻底满足了我的求知欲。它以一种非常系统且易于理解的方式，带领读者从最基础的逻辑门开始，一步步构建一个功能完整的CPU。作者的讲解深入浅出，他并没有使用过于晦涩的专业术语，而是用生动的例子和清晰的逻辑，将CPU的各个组成部分，比如算术逻辑单元（ALU）、寄存器、控制单元等，都讲得明明白白。我尤其对书中关于指令集架构（ISA）的讲解印象深刻，作者详细阐述了指令的编码、译码和执行过程，让我明白了CPU是如何“理解”并执行软件指令的。此外，书中还穿插了CPU发展史上的重要里程碑，让我对CPU的演进过程有了更全面的认识。读完这本书，我感觉自己对计算机硬件的理解迈上了一个新的台阶，并且对计算机科学产生了更浓厚的兴趣。

我一直对计算机科学的底层原理着迷，尤其是CPU，这个计算机的“大脑”。《自己动手写CPU》这本书，无疑是开启我这个领域探索之旅的金钥匙。它以一种非常独特且引人入胜的方式，将CPU的复杂设计变得触手可及。作者并没有一开始就抛出那些让人望而生畏的电路图和数学公式，而是从最基础的逻辑门开始，循序渐进地引导读者构建起一个完整的CPU。我记得其中一段关于“指令流水线”的讲解，作者用一个非常形象的比喻，将CPU的工作比作一条高效运转的生产线，每个工序都在并行进行，极大地提升了处理效率。这让我对CPU的性能优化有了全新的认识。书中还详细介绍了CPU的各个核心组件，如ALU、寄存器、控制单元等，以及它们之间的协作关系。通过这本书的学习，我不仅理解了CPU的工作原理，更对计算机体系结构有了更深入的认识，为我未来在相关领域的深入研究打下了坚实的基础。

我是一名对计算机科学充满热情的学生，一直渴望能够深入了解CPU的内部运作机制。《自己动手写CPU》这本书，无疑是我学习道路上的一盏明灯。它以一种前所未有的深度和广度，系统地讲解了CPU的设计与实现。作者的专业知识和讲解能力毋庸置疑，他能够将极其复杂的概念，用一种严谨而不失趣味的方式呈现出来。书中详细阐述了CPU的各个核心组件，如算术逻辑单元（ALU）、寄存器文件、控制单元、指令译码器等等，并深入剖析了它们的功能和相互之间的协作关系。我特别欣赏书中关于“流水线”技术的讲解，它打破了传统CPU串行执行指令的模式，极大地提高了运算效率，而作者通过精妙的比喻和清晰的流程图，让我对这一核心技术有了深刻的理解。此外，书中还涉及了存储器层次结构、缓存一致性协议、中断处理等高级主题，这些都是构建现代高性能CPU不可或缺的要素。通过这本书的学习，我不仅掌握了CPU的基本原理，更对计算机体系结构有了更全面的认识，为我未来的深入学习和研究打下了坚实的基础。

我一直对计算机的“大脑”——CPU——充满着好奇，但总觉得它过于高深莫测，难以触及。《自己动手写CPU》这本书，用一种极其引人入胜的方式，将CPU的神秘面纱层层揭开。它并没有一开始就抛出那些令人望而生畏的专业术语，而是从最基础的逻辑门开始，循序渐进地引导读者构建起一个完整的CPU。我记得其中一段关于“加法器”的讲解，作者用非常形象的比喻，比如“数数”、“进位”来解释它是如何工作的，让我这个非计算机专业出身的人也能轻松理解。接着，通过这些基础的加法器，又逐渐构建出更复杂的单元，比如寄存器、指令译码器，最终汇聚成一个能执行指令的CPU核心。整本书的学习过程，就像是在搭建一座精密的机械模型，每一步都充满着发现的乐趣。作者的讲解风格非常耐心和细致，他不仅解释了“是什么”，还深入探讨了“为什么”，让我不仅知其然，更知其所以然。读完这本书，我感觉自己对电脑的理解不再停留在表面，而是能够洞察到它内在的运行逻辑，这种成就感是无法用言语来形容的。

作为一名软件开发者，我一直认为理解硬件的底层原理能够极大地提升我的编程能力。抱着这样的想法，我翻开了《自己动手写CPU》。这本书并没有让我失望，它以一种非常务实的态度，带领读者一步步走进CPU的“心脏”。书中清晰地介绍了CPU是如何解析和执行指令的，包括指令的格式、译码过程、以及如何将指令转化为具体的硬件操作。我尤其被书中关于“指令流水线”的讲解所吸引，作者用了一个非常形象的比喻，将CPU的工作比作一个工厂的生产线，每个阶段的任务都是流水化处理，这样可以大大提高效率。这让我对“性能优化”有了更直观的理解。书中还详细讲解了CPU的各种寄存器，比如通用寄存器、程序计数器、堆栈指针等等，以及它们在指令执行过程中扮演的角色。通过这些讲解，我开始明白，我的代码在CPU层面是如何被一步步转化为实际动作的。这本书不仅让我对CPU有了更深的理解，也让我反思了自己在软件设计中如何更好地考虑硬件的特性，从而写出更高效、更优化的代码。

这本书真的让我大开眼界，虽然我之前对计算机硬件的了解仅限于“内存”、“硬盘”这些名词，对CPU更是一头雾水，只知道它是电脑的“大脑”。但是，《自己动手写CPU》这本书，用一种我完全意想不到的方式，将这个复杂到难以想象的概念，变得触手可及。它并没有一开始就抛出晦涩难懂的电路图和指令集，而是从最基础的逻辑门开始，一点一点地构建起一个完整的CPU。我记得最清晰的一段，是关于“与门”、“或门”、“非门”的介绍，作者用非常形象的比喻，比如“灯泡的开关”来解释这些基本逻辑，让我瞬间就理解了它们是如何工作的。接着，通过这些基本门电路的组合，一步步地演化出更复杂的单元，比如加法器、寄存器，最终汇聚成一个能执行指令的CPU核心。整个过程就像搭积木一样，每一步都有清晰的讲解和逻辑推导，让我感觉自己真的可以理解CPU内部到底发生了什么。而且，书中还穿插了很多历史故事和发展脉络，让我了解到CPU是如何从最初的简单计算器演变成今天我们使用的强大处理器，这种知识的纵深感让我觉得非常充实。这本书不仅是技术教程，更是一次关于计算机科学的哲学探索，让我对“计算”这个行为有了全新的认识。

以前我总是觉得，CPU这种东西太高科技了，自己根本不可能理解。直到我偶然发现了《自己动手写CPU》这本书，我才发现，原来CPU也没有那么神秘。作者用一种非常亲切的语言，把我从一个对CPU一无所知的小白，变成了一个能大致理解CPU工作原理的人。书中没有那些枯燥的公式和复杂的图表，而是通过一个个生动有趣的比喻，把CPU的每一个部分都讲得明明白白。我记得其中一段关于“寄存器”的讲解，作者把它比作CPU的“小抽屉”，用来存放临时数据，这个比喻让我一下子就记住了寄存器的作用。然后，它又一步步地讲解了CPU是如何“读懂”指令，然后根据指令进行计算的。让我印象最深刻的是，书中还提到了CPU的“时钟信号”，作者用“心跳”来比喻它，让我明白了CPU的工作节奏。读完这本书，我感觉自己对电脑的理解又深入了一层，以前那些觉得很神奇的东西，现在都变得可以理解了。

我一直对计算机底层运作原理充满好奇，但市面上许多介绍CPU的书籍，要么过于理论化，要么过于晦涩，常常在看了几页之后就感到无从下手。《自己动手写CPU》这本书，则完全打破了我对这类技术书籍的刻板印象。它以一种极其“亲民”的方式，带领读者从零开始，一步步构建自己的CPU。作者的写作风格非常独特，他不是那种板着脸讲技术的人，而是充满了热情和耐心，仿佛一位经验丰富的老师，随时准备解答你的疑问。书中详细讲解了指令集的设计、流水线的工作原理、缓存的重要性等等，这些我原本认为只有计算机专业高材生才能掌握的知识，通过作者的阐述，变得清晰易懂。更让我惊喜的是，书中并没有局限于理论，而是鼓励读者动手实践。虽然我没有能力真的去制造一个物理CPU，但通过书中提供的模拟工具和代码示例，我能够亲眼看到自己设计的逻辑单元是如何工作的，指令是如何被解析和执行的，这种“所见即所得”的学习体验，是任何其他书籍都无法比拟的。这本书让我明白，即使是看似遥不可及的高科技，也并非是少数人的专利，只要有兴趣和耐心，每个人都有可能触及到它的核心。

边看边练，很好

这名字取的...看了日本人写的那本，两个书差不多呀。

组成原理的实验就靠它了，MIPS五级流水线

从最简单的ori指令开始实现CPU，然后一点点增加其他指令的实现，从简至全，看的不吃力，写的非常好。

醍醐灌顶的一本好书