80386 Microprocessor Handbook pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Mcgraw-Hill Osborne Media

作者:Chris H. Pappas

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1987-10

價格:USD 19.95

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780078812422

叢書系列:

圖書標籤:

• 80386
• 微處理器
• Intel
• CPU
• 計算機硬件
• 匯編語言
• 編程
• 技術手冊
• 芯片
• 處理器
• x86

《現代集成電路設計與製造》 本書導讀：超越指令集，深入矽基的奧秘 在數字時代的宏偉敘事中，微處理器無疑是驅動一切變革的核心引擎。然而，一颱計算機的靈魂並非僅僅棲居於那串串晦澀難懂的二進製指令之中，它更深植於支撐這些指令得以運行的物理基礎——集成電路（IC）的設計、製造與封裝。本書《現代集成電路設計與製造》旨在為讀者構建一個從抽象的邏輯門到復雜的芯片成品之間完整的知識圖景，它聚焦於驅動當前信息技術革命的底層技術，而非某一特定處理器的架構細節。 本書避開瞭對特定CPU型號（如Intel x86係列、ARM架構的特定版本或以往的386/486等特定曆史型號）的深入指令集剖析或軟件層麵的編程技巧，而是將視野投嚮瞭更廣闊、更具前瞻性的集成電路領域，為工程師、研究人員以及對半導體技術有深刻興趣的讀者提供一份全麵、深入的參考。 --- 第一部分：前沿集成電路設計方法論 本部分深入探討現代集成電路設計流程中的關鍵環節，強調從概念到物理實現的轉化過程。 第一章：係統級設計與抽象化建模 本章首先迴顧瞭數字係統設計的發展曆程，重點闡述瞭硬件描述語言（HDL）在抽象層次上的應用，包括VHDL和SystemVerilog。我們詳細解析瞭如何利用高級綜閤（High-Level Synthesis, HLS）工具，將C/C++等高級語言描述的功能轉化為RTL（寄存器傳輸級）代碼。重點討論瞭設計空間探索（Design Space Exploration, DSE）的技術，如何在功耗、麵積和性能（PPA）之間找到最優解。本章的實踐案例將側重於設計一個高性能的數字信號處理器（DSP）核的模塊化實現，而非特定的CPU流水綫設計。 第二章：超深亞微米（UDSM）的物理設計 物理設計是將邏輯電路轉化為實際晶體管布局的關鍵步驟。本章詳盡介紹瞭從門級網錶（Gate-Level Netlist）到GDSII版圖輸齣的全過程。內容涵蓋瞭： 布局規劃（Floorplanning）與電源網絡設計： 如何有效規劃芯片的宏單元、I/O端口以及至關重要的電源和地綫網格，以應對IR Drop和電遷移問題。 時序驅動物理綜閤（Timing-Driven Synthesis）： 深入解析靜態時序分析（STA）在綜閤階段的應用，如何通過緩衝器插入、邏輯重定時序來滿足嚴格的時鍾頻率要求。 版圖實現與寄生參數提取： 討論瞭先進的布綫技術（如多層金屬層的使用、Via的堆疊），以及如何準確提取互連綫的電阻、電容和電感，為後期的仿真提供精確模型。 第三章：低功耗設計的高級策略 在移動計算和物聯網（IoT）時代，功耗是決定産品成敗的關鍵因素。本章係統地介紹瞭各種低功耗設計技術： 電源門控（Power Gating）與時鍾樹綜閤（CTS）： 詳細分析瞭如何選擇性地關閉不活動模塊的電源域，以及如何設計低功耗時鍾分發網絡，減少動態功耗。 動態電壓與頻率調整（DVFS）： 探討瞭如何在運行時根據負載需求動態調整核心電壓和時鍾頻率，實現能效的最大化。 多閾值電壓設計（Multi-Vt Design）： 闡述瞭使用不同閾值電壓的晶體管來平衡速度與漏電的設計權衡藝術。 --- 第二部分：半導體製造工藝與可靠性 本部分將讀者的視角拉迴到矽晶圓的製造車間，探索將設計藍圖變為現實的復雜物理過程。 第四章：先進的半導體製造流程 本章全麵概述瞭晶圓製造的七大步驟，重點關注7nm及以下先進工藝節點的技術挑戰： 光刻技術的前沿： 深入講解浸沒式光刻（Immersion Lithography）和極紫外光刻（EUV）的工作原理、光源挑戰以及掩模版（Mask）的製造與缺陷檢測。 薄膜沉積與刻蝕技術： 討論原子層沉積（ALD）如何實現超薄、高k/金屬柵極的精確控製，以及反應離子刻蝕（RIE）在實現高深寬比（High Aspect Ratio）結構中的作用。 先進晶體管結構： 詳細對比瞭FinFET（鰭式場效應晶體管）的結構優勢，並前瞻性地介紹瞭Gate-All-Around (GAA) 晶體管的製造難點與性能提升。 第五章：芯片封裝與先進互連技術 芯片的性能並非僅由矽片本身決定，封裝技術在信號完整性和熱管理中扮演著至關重要的角色。 2.5D/3D 集成技術： 重點分析瞭矽通孔（TSV）技術的應用，如何實現高帶寬內存（HBM）與邏輯芯片的垂直堆疊，以剋服傳統PCB布綫的帶寬限製。 先進封裝的散熱挑戰： 探討瞭熱界麵材料（TIMs）、再布綫層（RDL）以及係統級散熱解決方案，確保高密度芯片的長期可靠性。 信號完整性與電源完整性（SI/PI）： 分析瞭高速信號在封裝內部的反射、串擾問題，以及如何通過優化封裝結構來維持信號的清晰度。 第六章：芯片可靠性、測試與良率管理 製造過程中的微小偏差都可能導緻芯片失效。本章關注如何確保芯片的長期可靠性和高良率。 失效物理與應力測試： 涵蓋瞭電遷移（EM）、靜電放電（ESD）、熱循環對芯片壽命的影響分析，以及加速壽命測試（ALT）的方法。 設計可測性（Design for Testability, DFT）： 詳細介紹掃描鏈（Scan Chain）的插入、內置自測試（BIST）電路的設計，這些是確保功能正確性的核心手段。 良率提升策略： 探討瞭缺陷密度模型（如Poisson/Negative Binomial模型）的應用，以及如何通過工藝控製和冗餘設計來提高單位晶圓的可用芯片數量。 --- 結語 《現代集成電路設計與製造》並非一本關於特定微處理器內部邏輯操作的手冊，而是一部關於如何將電子設計轉化為物理現實的工程學巨著。它帶領讀者穿越瞭從抽象的係統級模型到原子級彆的製造工藝的完整鏈條，使讀者深刻理解驅動現代計算核心的矽基技術的深度與廣度。本書的價值在於，它提供的是一套通用且前沿的方法論和技術知識體係，是理解所有現代高性能計算、存儲與通信芯片基礎的必備參考。

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這本《80386微處理器手冊》真是一部信息密度極高的著作，初次翻閱時，那種撲麵而來的技術深度差點讓我有點招架不住。我記得當時是在一個技術論壇上看到有人強烈推薦，說這是理解386架構的“聖經”，於是我滿懷期待地入手瞭。這本書的結構安排得非常邏輯清晰，從最基礎的寄存器結構講起，逐步深入到內存管理單元（MMU）的復雜尋址機製。對於那些希望從匯編語言層麵精細控製硬件的工程師來說，這本書提供瞭詳盡的指令集描述，每一個操作碼的細微差彆、時序要求，都被闡述得淋灕盡緻，幾乎沒有含糊不清的地方。特彆是關於保護模式和分頁機製的章節，簡直是教科書級彆的範例，作者用瞭大量圖錶來輔助說明復雜的段描述符和頁錶的映射過程，這對於初學者理解為什麼386能夠實現多任務和內存保護至關重要。我個人的經驗是，如果隻是想瞭解386的“大概”工作原理，網上那些簡短的概述就夠瞭，但如果你想真正地進行底層開發、調試操作係統內核，或者逆嚮分析那個時代的軟件，這本書裏提供的細節——比如中斷嚮量錶的具體布局，或者I/O端口的控製方法——是任何在綫資源都無法替代的寶貴財富。翻閱過程中，我能感受到作者對這個經典處理器係列的深刻理解和熱愛，他不僅是在羅列規格，更是在傳授一種“老派”的、對硬件尊重的編程哲學。

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我花瞭整整一個周末的時間，試圖完全消化掉這本書中關於緩存一緻性和總綫仲裁的部分，老實說，這比我想象的要燒腦得多。這本書的寫作風格非常嚴謹，帶著一種古典的技術文檔的冷峻美感。它不像現代那些“快速入門”指南那樣，用大量比喻和簡化來拉近與讀者的距離；它更像是直接把Intel的官方文檔用更具可讀性的方式重新組織瞭一遍，但又不失其權威性。我特彆欣賞作者在處理那些邊緣情況時的細緻入微，比如當緩存行衝突發生時，CPU內部狀態機的轉換流程，這些細節在實際的係統設計中往往是決定成敗的關鍵。我記得有一次我在調試一個嵌入式係統中的總綫衝突問題，反復查看瞭手冊的幾個部分，纔意識到是自己對寫緩衝區的延遲預期與硬件實際錶現存在偏差。這本書提供的參考資料非常紮實，隨手翻到任何一頁，你都能找到清晰的信號圖和時序圖，這對於進行硬件層麵的時序分析和故障排查提供瞭堅實的基礎。對於那些希望深入理解現代CPU設計是如何從386這種奠基者那裏繼承和演化過來的讀者來說，這本書提供瞭絕佳的對比參照係。

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說實話，這本書的閱讀體驗是需要一點“毅力”來維持的，它不適閤那些隻想快速掃一眼概念的人。它的篇幅相當可觀，內容排版也相對緊湊，大量的技術術語和縮寫需要讀者具備一定的預備知識。我發現，每當我覺得自己快要掌握某個復雜概念時，作者總能在接下來的幾頁裏引入一個更深層次的限製或例外情況，這反而讓我對這個處理器的設計智慧感到由衷的敬佩。尤其是關於特權級的切換和係統調用實現的章節，作者沒有簡單地描述“是什麼”，而是深入探討瞭“為什麼是這樣設計”的權衡取捨——比如為瞭保持嚮後兼容性而引入的某些設計上的“妥協”。我個人覺得，這本書最大的價值在於它提供瞭一種“全景視角”，讓你能跳齣應用程序的思維定勢，從硬件架構的角度去思考軟件的邊界。對於那些想自己動手移植舊版UNIX或者DOS擴展器的工程師而言，這本書無疑是一份不可或缺的工具箱，裏麵裝載的知識密度，絕對值迴票價。

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這本書的語言風格有一種奇特的魅力，它非常剋製，幾乎沒有主觀色彩的抒情，全篇充滿瞭精確的量化描述和嚴密的邏輯推導。我感覺自己不是在“閱讀”一本技術書，而是在與一位資深、沉默寡言的芯片設計師進行一場無聲的對話。它沒有那些花哨的彩色插圖，隻有清晰的黑白電路圖和錶格，但正是這種樸素，反而凸顯瞭內容的重量。我特彆喜歡它對浮點單元（FPU）接口描述的那幾頁，詳細說明瞭80387協處理器的狀態寄存器和指令流的交互方式，這在如今這個FPU早已被集成到主CPU的時代，提供瞭一個難得的“考古”視角。每一次我試圖去查找某個特定指令的執行周期或者操作數的內存布局時，這本書都能迅速提供權威的答案，而且答案往往附帶著對該指令在不同工作模式（實模式與保護模式）下行為差異的注解。它不是一本讓你讀完就能“精通”的書，而更像是一本你需要在實際工作中反復查閱、每次都能帶來新發現的工具書。

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我入手這本書主要是衝著它在x86體係結構演進史上的地位。與其他側重於新架構的著作不同，這本書提供瞭一個穩定、深入的基準點。它的深度足夠讓一個經驗豐富的程序員感到挑戰，但它的結構又足夠清晰，讓一個有誌於深入底層學習的學生不會迷失方嚮。最讓我印象深刻的是作者在處理地址轉換時，不僅解釋瞭分段和平坦模型的概念，還細緻地剖析瞭TLB（快錶）的工作機製對性能的影響，這在當時的技術背景下是非常前瞻性的討論。我記得我曾經用這本書中的信息，成功地優化瞭一個老舊的程序中的內存訪問模式，通過微調段基址的對齊，顯著減少瞭流水綫的停頓。這本書的論述是自洽的，它沒有依賴任何外部資料就能讓你搭建起一個完整的386虛擬處理器模型。它需要的不僅是你的時間，更是你對計算機科學底層原理的尊重和耐心，如果你想要的是那種“一小時精通”的快餐知識，那麼這本書可能會讓你感到沮喪，但如果你追求的是紮實、持久的工程理解力，那麼它提供的知識體係是無價的。

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