Designing Digital Computer Systems with Verilog

### 设计数字计算机系统与Verilog #### 一、引言 《设计数字计算机系统与Verilog》由David J. Lilja和Sachin S. Sapatnekar编写，这是一本独特的书籍，旨在为读者提供计算机架构的基础知识，并通过硬件描述语言（HDL）——Verilog来教授如何设计、建模以及模拟实际的数字系统。 #### 二、作者简介 - **David J. Lilja**：明尼苏达大学电气与计算机工程系教授，同时也是明尼苏达超级计算研究所的研究员。他还是计算机科学和科学计算研究生院的成员，并曾担任计算机工程研究生研究主任。 - **Sachin S. Sapatnekar**：明尼苏达大学电气与计算机工程系的Robert和Marjorie Henle教授，同时在计算机科学与工程研究生院任职。他曾担任多个IEEE期刊的副编辑，并获得过国家科学基金会的职业奖（NSF Career Award）和SRC技术卓越奖等荣誉。 #### 三、Verilog介绍 Verilog是一种硬件描述语言（Hardware Description Language，简称HDL），广泛应用于电子设计自动化领域，特别是数字电路的设计、验证和文档记录方面。该语言简单易学且功能强大，因此成为本书的主要教学工具。 #### 四、核心内容 1. **Verilog入门**：本书首先介绍了Verilog的基本概念和语法，包括数据类型、模块定义、连续赋值语句、过程块等基础元素。 2. **VeSPA处理器ISA**：定义了一种非常简单的处理器架构VeSPA（Very Small Processor Architecture），并对其指令集架构（Instruction Set Architecture，简称ISA）进行了详细介绍。该处理器已经在明尼苏达大学进行了仿真和测试。 3. **行为模型与结构模型**：通过VeSPA ISA展示了如何在Verilog中开发行为模型和结构模型。这些模型可以帮助工程师更好地理解系统的运行机制，并进行仿真验证。 4. **其他HDL的适用性**：虽然书中主要使用Verilog，但所学知识同样适用于其他硬件描述语言。 #### 五、适用对象 - **高级本科生**：适合已经掌握一定计算机基础知识的学生进一步学习计算机系统设计。 - **研究生**：对于想要深入研究计算机系统和电子设计的学生来说，本书提供了宝贵的理论知识和实践指导。 - **在职工程师**：对于从事电子设计行业的工程师来说，本书可以作为快速入门Verilog的参考书。 #### 六、配套资源 为了帮助读者更好地理解和应用书中内容，本书还提供了一个配套网站，其中包含所有示例的Verilog源代码、VeSPA处理器的Verilog源代码以及其他辅助软件，以便读者能够实际操作并进行仿真测试。具体网址为[www.cambridge.org/052182866X](http://www.cambridge.org/052182866X)。 #### 七、总结 《设计数字计算机系统与Verilog》不仅是一本优秀的计算机架构入门书籍，同时也是一本实用的Verilog教程。它结合了理论知识与实践操作，使读者能够在学习过程中逐步建立起对数字系统设计的理解。无论是对于学生还是在职工程师而言，这本书都具有很高的参考价值。