为什么写作本书

CPU是片上系统的核心，也是最复杂的模块之一，几乎所有专业的学生都会学到x86 CPU的结构及汇编语言，软件编程围绕着CPU的指令集进行，芯片的逻辑设计需要熟知CPU的总线接口及CPU的行为。深入理解CPU的行为对软件和硬件工程师来说是必要的。

由于CPU设计技术的复杂性及高度保密性，目前几乎没有公开出版的书籍对一款实用的CPU的逻辑实现进行详细介绍。

由于EDA工具软件非常昂贵，芯片设计方法课程的培训费用很高，目前很少有书对芯片的设计过程进行详细介绍。

我们在清华大学和香港中文大学接受过芯片设计方面的严格专业训练，作者陈曦和李挥长期从事于芯片设计方面的研究和开发。我们认为：CPU的逻辑行为及芯片实现的方法对于软件和硬件工程师都有实际指导意义。

虽然在国外CPU技术已经发展多年并形成了完整的产业体系。但就国内而言，目前做得比较好的仍然只有中科院计算所龙芯、北大众志、方舟、苏州国芯。CPU广泛应用于集成电路，几乎每一个数字集成电路设计公司都需要至少一款CPU/DSP。我们希望这本书有助于OR1200 CPU在国内的推广和使用，从而降低国内集成电路设计公司的设计成本和技术门槛，这是我们的心愿。

为了验证OR1200 CPU的实现，我们还开发了FPGA开发板，并让Linux操作系统在开发板上运行起来，该开发版具有主流智能设备典型外设，包括音频、图像采集、无线链路、有源RFID、ADC、TFT LCD、大容量SDRAM和NandFlash等。我们还用EDA工具将OR1200 CPU进行了芯片后端设计，设计出可以生产出芯片的版图，并用EDA工具进行了验证。如果对FPGA开发板感兴趣，可以查看网站http://www.openrisc.cn或http://www.hightidelg.com。

由于OpenCores组织的OR1200 CPU是开放源代码，并且技术主流，我们选择了OpenCores组织的OR1200 CPU、Ethernet MAC和USB 2.0 Function源代码，结合自己的工作经验，查阅了大量相关资料，费时1年，写成这本书。

本书总结了CPU逻辑实现的技术，详细讲述了32位RISC CPU的逻辑结构，分析了CPU的源代码实现、编译器的移植、Linux操作系统的移植，介绍了FPGA设计和CPU验证方法，说明了CPU芯片的全定制设计方法以及用EDA工具设计实现的详细步骤，还给出了芯片版图。本书还分析了Ethernet MAC和USB 2.0 Function模块，它们是通信的典型接口。

在本书中，我们结合自己的工作经验，重点分析了逻辑设计所用到的方法，详细介绍了用EDA工具进行芯片设计的方法，这些对集成电路设计程师来说有指导价值。我们还对Linux操作系统CPU平台移植方法作了充分的论述。软件工程师了解CPU的逻辑行为及平台移植方法，调试程序会有更清晰的思路。