CPU设计难度很大，大部分人都很少接触，但通过使用内部电路可重编程的FPGA，几乎可以实现任何逻辑电路，这也包括CPU。
FPGA具有高度的灵活性和可重用性，使得我们可以快速地设计和验证各种电路和系统，同时也可以避免花费大量的时间和金钱去制造和测试定制的ASIC电路。
今天分享一些关于CPU设计方面的书籍推荐。
理论与实战密切结合没有不能逾越的鸿沟。
深刻简洁的计算机理论和方法能让你攀登最高峰。
不亲自设计CPU的人很难以理解计算机的真谛。
1、自己设计制作CPU与单片机 (姜咏江)
这是一本非常有趣、激动人心的书籍。它将带领读者进入此前难以想象的领域——自己设计制作CPU和计算机。全书内容涉猎广泛，包括电子电路知识、计算机硬件设计与制造、软件和操作系统设计编写等。
这本书主线围绕着CPU设计和制造展开，通俗易懂地讲解了如何使用FPGA进行RISC型和CISC型CPU的设计和制造方法，并最终指导读者使用EDA软件实现一台以自己设计的CPU为核心的计算机。
上篇 cpu设计制作入门 第1章 自己就能设计制造cpu 第2章 进入硬件设计的天地 第3章 自己创造cpu的方法 第4章 一个简单cpu的设计 第5章 自制通用cpu与单片机 第6章 流水线CPU设计 第7章 非透明流水线通用单片机 第8章 流水线编程的透明设计 中篇 深入CPU设计 第9章 信息与信息处理 第10章 逻辑代数是CPU的基石 第11章 信息与信息处理 第12章 逻辑电路 第13章 元器件与线路设计原理 第14章 CPU的器件设计 第15章 X86型CPU及单片机设计 第16章 带LCD的通用单片机 第17章 动态CPU的思想方法 第18章 动态CPU设计实例 第19章 PMC计算机应用 第20章 汇编语言程序设计 下篇 自己制作单片机 第21章 自制单片机器件与环境 第22章 PMC110计算机电路设计 第23章 计算机组装与下载
2、自己动手写cpu (雷思磊)
这本书使用Verilog HDL设计和实现了一款兼容MIPS32指令集架构的处理器——OpenMIPS。这款处理器包含两个版本，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，并对处理器运行情况进行理想化处理，与教科书的设计类似。这种设计能够方便教师进行课堂教学、学术研究和讨论，同时也有助于学生更好地理解课程内容。
实践版的设计目标则是能够实现特定的功能，并发挥实际的作用。它的设计不仅融合了理论知识，还考虑了实际的使用需求，从而为实际应用提供了有力的支持。
第一篇 理论篇 第1章 处理器与MIPS 第2章 可编程逻辑器件与Verilog HDL 第二篇 基础篇 第3章 教学版OpenMIPS处理器蓝图 第4章 第一条指令ori的实现 第5章 逻辑、移位操作与空指令的实现 第6章 移动操作指令的实现 第7章 算术操作指令的实现 第8章 转移指令的实现 第9章 加载存储指令的实现 第10章 协处理器访问指令的实现 第11章 异常相关指令的实现 第三篇 进阶篇 第12章 实践版OpenMIPS处理器设计与实现 第13章 基于实践版OpenMIPS的小型SOPC 第14章 验证实践版OpenMIPS处理器 第15章 为OpenMIPS处理器移植μC/OS-II
3、CPU自制入门 (水头一寿, 米泽辽, 藤田裕士)
这本书利用FPGA技术，为读者打开了一个全新的自制CPU世界。全书分为三章，分别介绍计算机系统最底层的三个部分：CPU设计制作、电路板设计制造以及汇编编程。将如此广泛的技术内容以实践的方式融合成一册，该书可谓是首屈一指的经典之作。
通过本书的学习，软件工程师可以深入了解硬件与底层，从而开发出更高效的代码。硬件工程师也可以在本书的基础上设计定制化的硬件，进而开发高速计算机系统。相信所有读者在本书的阅读过程中，都能够体会到自制计算机系统的乐趣和热情。
第1章 CPU的设计与实现 第2章 电路板的设计与制作 第3章 编程
4、CPU设计实战 (汪文祥, 邢金璋)
这本书是一本面向初学者的实战指南，旨在通过逐步开发自己的CPU，带领读者深入了解CPU设计的流程。本书充分结合计算机组成与体系结构的理论知识和工业实践，让读者更加深入地理解计算机系统的工作原理，并掌握CPU设计的理念、方法和技术。
通过本书的学习，读者可以从零开始逐步开发自己的CPU，从而全面掌握CPU设计的核心步骤和技术。本书非常注重实践，为读者提供了丰富的实例和练习机会，帮助他们更好地理解和应用所学知识。
第1章 CPU芯片研发过程概述 第2章 硬件实验平台及FPGA设计流程 第3章 数字逻辑电路设计基础 第4章 简单流水线CPU设计 第5章 在流水线中添加运算类指令 第6章 在流水线中添加转移指令和访存指令 第7章 例外和中断的支持 第8章 AXI总线接口设计 第9章 TLB MMU设计 第10章 高速缓存设计 第11章 进阶设计
5、手把手教你设计 CPU：RISC-V处理器篇 (胡振波)
这本书是一本旨在介绍通用CPU设计的入门书，采用通俗易懂的语言系统地介绍了CPU和RISC-V架构。本书力求为读者揭开CPU设计的神秘面纱，打开计算机体系结构的大门，让读者更好地理解计算机系统的工作原理和CPU设计的核心思想。
通过本书的学习，读者可以了解到通用CPU设计的基本概念、关键技术和设计流程。本书针对初学者，注重讲解概念和原理，并通过实例的方式帮助读者理解和巩固所学知识。
第 一 部分 CPU与RISC-V综述 第1章 一文读懂CPU之三生三世 第2章 大道至简—RISC-V架构之魂 第3章 乱花渐欲迷人眼—盘点RISC-V商业版本与开源版本 第4章 开源RISC-V——蜂鸟E200系列超低功耗Core与SoC 第二部分 手把手教你使用Verilog设计CPU 第5章 先见森林，后观树木——蜂鸟E200设计总览和顶层介绍 第6章 流水线不是流水账——蜂鸟E200流水线介绍 第7章 万事开头难吗—— 一切从取指令开始 第8章 一鼓作气，执行力是关键——执行 第9章 善始者实繁，克终者盖寡——交付 第10章 让子弹飞一会儿——写回 第11章 哈弗还是比亚迪——存储器架构 第12章 黑盒子的窗口——总线接口单元BIU 第13章 不得不说的故事——中断和异常 第14章 最不起眼的，其实是最难的——调试机制 第15章 动如脱兔，静若处子——低功耗的诀窍 第16章 工欲善其事，必先利其器——RISC-V可扩展协处理器 第三部分 使用Verilog进行仿真和在FPGA SoC原型上运行软件 第17章 冒个烟先——运行Verilog仿真测试 第18章 套上壳子上路——实现SoC和FPGA原型 第19章 画龙点睛——运行和调试软件示例 第20章 是骡子是马？拉出来遛遛——运行跑分程序
本文分享了5本CPU设计书籍，这些书籍内容丰富多彩，覆盖了CPU设计的各个方面，为读者提供了全面深入的学习资源。 这些书籍包括介绍通用CPU设计入门的基础教材、深入探讨现代CPU体系架构和性能优化的专业参考书、以及通过 FPGA 实现 CPU 设计的实践指导书等。它们的作者有学院派专家，也有工业界权威，既包含了理论知识，又有丰富的实践经验，非常适合不同水平和需求的读者。 总之，这5本CPU设计书籍无疑是CPU设计领域的佳作，它们内容丰富、风格各异，为所有想要深入了解CPU设计或者从事相关领域工作的读者提供了非常有价值的学习资源。
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