cpu设计制作入门

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1、上篇CPU设计制作入门上篇CPU设计制作入门计算机是人类智慧的最高结晶，CPU是这种智慧结晶的核心。我们只有掌握了CPU的设计制作技术，才能说真正掌握了计算机。计算机电子电路设计最基本的方法是原理图，这种设计方法不仅要掌握计算机的理论和方法，而且要深刻理解电子电路的相关知识和技术。原理图设计方法对搞软件设计为主的人来说，有一定的难度。近些年发展起来的硬件编程语言，在很大程度上降低了设计者对硬件电路细节的设计要求，通过电子设计自动化EDA（ElectronicDesignAutomation）软件，就能够开发出一些硬件产品。这大大降低了电子电路的设计难度，非常受电子市

2、场产品的设计制造者欢迎。EDA软件的设计者将常用的基本电子电路，做成了可以直接用编程语言描述的元器件。EDA软件使用者在不很了解元器件结构细节的情况下，就可以拿来组织自己的较为复杂的电路，从而简便了电子电路的设计。不太懂原理图设计的人开始接触CPU设计，当然最好是从编程的方法入手，待有了一定的基础之后，再深入研究原理图设计方法，深刻地去探求CPU设计的电子电路实现问题更好。本篇我们假定读者有C语言设计经验，在懂得计算机基础知识的基础上，以硬件设计语言VerilogHDL为主，通过编程的方法引领读者快速地进入计算机CPU设计的天地，引领读者学会用编程方法设计CPU和制

3、作简单的计算机。如果需要首先了解原理图设计CPU的方法，请直接阅读中篇的相关内容。1自己设计制作CPU与单片机第1章自己就能设计制造CPU几年前我曾劝别人与我一起搞CPU设计，但那时得到的回答是：“搞CPU设计？水太深了！”计算机是信息世界的佼佼者，计算机的CPU使人感到奥妙高深，神秘莫测。如今的计算机CPU除了包含运算器、控制器之外，还包含有高速缓存cache存储器，是计算机智能的核心，所以又被称为核。我国把与计算机相关的信息产业叫高新技术产业，这无形当中更增加了人们对计算机CPU设计制作的神秘感。能够设计制作CPU，无疑是每一个学习计算机技术的人向往的事情。一个

4、人自己可以设计制造CPU吗？若干年前，这个问题的回答是否定的。如今则不同了，我以我设计制作计算机CPU的经历和经验，可以完全肯定地告诉你，这现在不仅能够做到，而且能够做得很好。由于超大规模集成电路技术的发展，近十几年出现了现场可编程阵列器件FPGA，这使电子电路的设计工作一下子从“刀耕火种”的时代摆脱出来，从众人一起从事CPU设计制造的大协作时期，进入了个人设计制造复杂的CPU的时代。你不信吗？被称为人类“高科技”的计算机CPU设计制造，被我三言两语轻松地说“自己能够制造”，这未免有些吹牛了吧？如果你有C程序设计的基础，又是一个确实想要探求计算机的核心部件CPU设计

5、制造的人，就不妨通过本书与我一起去制造几个CPU试试吧。1.1自己设计制作CPU有啥意义我国真正普遍应用计算机还是在20世纪80年代，那时多数人都缺乏对计算机的全面认识，认为计算机就如同汽车一样，买回来用就是了，因而从上到下都把主要精力放在了软件方面，再加上我国集成电路技术方面的落后，在计算机核心设计方面没有多大的发展。直到21世纪初，我们才有了自己设计制造计算机核心部件CPU的打算，但是多数都在仿造美国的设计，根本谈不上独立的创新设计。我国之所以到21世纪初才进入了计算机核心设计，其关键的问题是缺乏进行计算机核心设计的硬件条件。1945年第一台电子计算机用的是电子

6、管制作的，这台计算机的体积有一座楼房那么大。以后即使有了晶体管和印刷电路技术，计算机仍然不能普遍地应用，国外也只是在一些科研单位和重要部门使用。至于我国就更是谈不上应用计算机的普及问题了，加之又经历了“文化大革命”，计算机基础的薄弱就更凸现出来了。文革后期，由清华大学、北京无线电三厂、天津无线电技术研究所、江苏无线电厂、苏州无线电厂、中国科学院原子能研究所、上海师2第1章自己就能设计制造CPU范大学、上海无线电十三厂和上海中兴无线电厂等单位联合，在1974年以NOVA1200小型机为蓝本作为仿制样机研发出DJS130小型计算机。DJS130小型计算机以德国造的打字机

7、作为输入输出设备，没有显示器，主机箱就有写字台那么大，内存是磁芯结构，起初只有32K，关键零部件是不是自己设计的无从知晓。据有关人士透漏，总共生产了1000余台供科研院所使用。但后来受到了国外计算机厂商的冲击，没有了继续发展的潜力。我国的CPU设计直到本世纪初期才崭露头脚，以“龙芯”为代表的超大规模集成电路结构，山寨MIPS的CPU诞生了，严格地说，这不算自己设计的CPU。什么是自己设计的CPU呢？那应该是指令系统和整体结构都是自己设计的才算。据报道，“龙芯”与美国MIPS公司已经签约，承认了MIPS公司在“龙芯”芯片中的知识产权，龙芯公司负责人对外讲只是认可指