計算機系統設計：片上系統

譯者序 原書前言 縮略語
第1章系統方法簡介 1.1系統架構：概覽 1.2系統組件：處理器、存儲器及互聯 1.3硬件和軟件：可編程性與性能 1.4處理器架構 1.4.1處理器：功能的觀點 1.4.2處理器：架構的觀點 1.5內存與尋址 1.5.1SoC內存實例 1.5.2尋址：內存架構 1.5.3SoC操作系統內存 1.6系統級互聯 1.6.1基于總線方法 1.6.2片上網絡方法 1.7SoC設計方法 1.7.1需求與規(guī)范 1.7.2設計迭代 1.8系統架構及其復雜性 1.9SoC產品經濟及影響 1.9.1影響產品成本的因素 1.9.2給產品經濟和技術復雜性建模：SoC課程 1.10應對設計復雜性 1.10.1購買IP 1.10.2重構 1.11總結 1.12習題 第2章芯片基礎：時間、面積、功耗、可靠性和可配置性 2.1引言 2.1.1設計的權衡 2.1.2需求和規(guī)格 2.2周期 2.2.1周期的定義 2.2.2流水線優(yōu)化 2.2.3性能 2.3芯片面積和成本 2.3.1處理器面積 2.3.2處理器單元 2.4理想和實用尺寸 2.5功耗 2.6在處理器設計中面積時間功耗的權衡 2.6.1工作站處理器 2.6.2嵌入式處理器 2.7可靠性 2.7.1解決物理錯誤 2.7.2錯誤檢測和糾正
2.7.3解決制造缺陷問題 2.7.4存儲和功能擦除 2.8可配置性 2.8.1為什么要可配置性設計 2.8.2可配置器件的面積估計 2.9總結 2.10習題 第3章處理器 3.1引言 3.2SoC處理器的選擇 3.2.1概述 3.2.2實例：軟處理器 3.2.3實例：處理器核選擇 3.3處理器體系結構中的基本概念 3.3.1指令集 3.3.2一些指令集習慣 3.3.3分支 3.3.4中斷和異常 3.4處理器微體系結構的基本概念 3.5指令處理的基本元素 3.5.1指令譯碼器和互鎖 3.5.2旁路 3.5.3執(zhí)行單元 3.6緩沖：讓流水線延遲最小化 3.6.1平均請求率緩沖 3.6.2固定或最大請求率的緩沖設計 3.7分支：減少分支的開銷 3.7.1分支目標獲取：分支目標緩沖 3.7.2分支預測 3.8更健壯的處理器：矢量、超長指令字和超標量體系結構 3.9矢量處理器和矢量指令擴展 3.9.1矢量功能部件 3.10超長指令字處理器 3.11超標量處理器 3.11.1數據相關 3.11.2檢測指令并行 3.11.3一個簡單的實現 3.11.4亂序指令的狀態(tài)保存 3.12處理器的演變和兩個實例 3.12.1軟核和固核處理器設計：IP形式的處理器 3.12.2高性能定制處理器 3.13總結 3.14習題 第4章片上系統和基于主板系統的存儲設計 4.1引言 4.2概況 4.2.1SoC外部存儲：閃存 4.2.2SoC內部存儲器：放置點 4.2.3存儲器大小 4.3暫存器和緩存 4.4基礎概念 4.5緩存組織形式 4.6緩存數據 4.7寫策略 4.8失效替換策略 4.8.1讀取一行 4.8.2行替換 4.8.3緩存環(huán)境：系統、事務和多道程序的影響 4.9其他類型的緩存 4.10分離的指令緩存和數據緩存及代碼密度的影響 4.11多級緩存 4.11.1緩存陣列大小的限制 4.11.2評估多級緩存 4.11.3邏輯包含 4.12虛實轉換 4.13片上存儲系統 4.14片外（基于主板）存儲系統 4.15簡單DRAM和存儲陣列 4.15.1SDRAM和DDR SDRAM 4.15.2存儲緩沖器 4.16處理器存儲器交互簡單模型 4.16.1簡單多處理器和存儲器模型 4.16.2StreckerRavi 模型 4.16.3交叉緩存 4.17總結 4.18習題 第5章互聯 5.1引言 5.2概述：互聯結構 5.3總線：基本結構 5.3.1仲裁和協議 5.3.2總線橋 5.3.3物理總線結構 5.3.4總線多樣性 5.4SoC總線標準 5.4.1AMBA總線 5.4.2CoreConnect總線 5.4.3總線接口單元：總線套接字和總線封裝 5.5總線模型分析 5.5.1競爭和共享總線 5.5.2簡單的總線模型：沒有重新提交 5.5.3重新提交的總線模型 5.5.4使用總線模型：計算給定的占有率 5.5.5總線事務的影響和競爭時間 5.6超越總線：擁有交換互聯的NoC 5.6.1靜態(tài)網絡 5.6.2動態(tài)網絡 5.7一些NoC交換的例子 5.7.1直接網絡的一個二維網格的實例 5.7.2同步SoC的異步交叉互聯（動態(tài)網絡） 5.7.3阻塞與不阻塞比較 5.8分層結構和網絡接口單元 5.8.1NoC的分層結構 5.8.2NoC和NIU的實例 5.8.3總線與NoC比較 5.9互聯網絡評估 5.9.1靜態(tài)網絡與動態(tài)網絡比較 5.9.2網絡比較：實例 5.10總結 5.11習題 第6章定制與可配置性 6.1引言 6.2估算定制的有效性 6.3SoC定制綜述 6.4定制指令處理器 6.4.1處理器定制方法 6.4.2架構描述 6.4.3自動識別定制指令 6.5重構技術 6.5.1可重構的功能單元 6.5.2重構互聯 6.5.3軟件可配置處理器 6.6可重構設備上的映射設計 6.7特定實例設計 6.8可定制軟件處理器的一個實例 6.9重構 6.9.1重構的開銷分析 6.9.2平衡分析：重構的并行性 6.10總結 6.11習題 第7章應用研究 7.1引言 7.2SoC設計方法 7.3應用研究：AES 7.3.1AES：算法及需求 7.3.2AES：設計和評估 7.4應用研究：三維圖形處理器 7.4.1分析：處理 7.4.2分析：互聯 7.4.3原型技術 7.5應用研究：圖像壓縮 7.5.1JPEG壓縮 7.5.2實例：數字靜態(tài)相機中的JPEG系統 7.6應用研究：視頻壓縮 7.6.1MPEG和H.26X視頻壓縮：需求 7.6.2H.264加速：設計 7.7未來的應用研究 7.7.1MP3音頻解碼 7.7.2IEEE 802.16軟件定義無線電 7.8總結 7.9習題 第8章展望：未來的挑戰(zhàn) 8.1引言 8.2未來的系統：全自治片上系統 8.2.1概述 8.2.2技術 8.2.3功耗 8.2.4全自治片上系統的外形 8.2.5計算機模型和存儲 8.2.6RF和激光通信 8.2.7傳感 8.2.8動力、飛行及果蠅 8.3未來的設計流程：自我優(yōu)化和自我驗證 8.3.1動機 8.3.2概述 8.3.3部署前 8.3.4部署后 8.3.5規(guī)劃和挑戰(zhàn) 8.4總結 附錄處理器評估工具 參考文獻