嵌入式系統─使用 eForth (Programming Embedded Systems in eForth)

內容描述

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本書特色

Java VM 和 .NET CLR 都是使用堆疊的虛擬機（Stack-Based VM），而 eForth 則是堆疊虛擬機中的翹楚。Java 和
C＃ 語言的移植性來自中間碼（bytecode 和 IL），其效能來自 JIT。 eForth 本身就是中間碼，而它的許多基本的中間碼，可以設計成 CPU
的機器碼。eForth 這種既是虛擬機又是程式語言的無所不包之特性，讓本書得以完整地論述基於 eForth 的 32 位元微電腦之全程實作，包括 CPU
和周邊設備的 VHDL 碼，以及建造 eForth 系統的全套工具。
本書內容涵蓋：

電腦的原理
32位元CPU的VHDL設計
重要週邊裝置的VHDL設計
FPGA實驗板實作驗證
FORTH作業系統實作
組合器、直譯器、編譯器實作
CPU模擬器實作
嵌入式系統的開發工具
市面上不乏論述微處理器及嵌入式系統方面的書籍，但都只能包含片段的知識，唯有本書一應俱全，包含了嵌入式系統必須的
CPU，操作系統和硬體軟體的開發工具。本書無保留地公佈 eForth
嵌入系統單晶片及中文字形系統的設計資料，目標就是要向年輕的工程師傳遞一個願景，我們每一個人都可以全盤掌握一個 32
位元電腦所有的硬體、軟體和系統的技術，並且可以在一個 FPGA 的實驗板上來驗證和開發嵌入系統單晶片。這樣的工程師才能夠帶領我們步入廿一世紀的數位工業。

本書的學習平台是一套 eSOCFM-1 實驗板。eSOCFM-1 實驗板是易符智慧科技公司為內部發展產品所設計的 FPGA 產品開發系統，這也是學習
FPGA 最理想的實驗環境。它的核心是一顆 Actel ProAsic Plus FPGA 晶片。配上不同型式的記憶體晶片，和一些 IO
的周邊晶片，就可以很靈活地建造不同的系統，適合各種不同的工業和商業應用。未購買 eSOCFM-1 實驗板的讀者，也可以利用本書所提供的 CPU
模擬器來學習本書所述的 32 位元電腦與 eForth 操作系統。
本書內容

序
第一部分 電腦的原理和 F# 系統簡介
第一章 電腦四大定律

1.1 電腦不科學1.2 電腦第一定律：分解定律1.3 電腦第二定律：多樣定律1.4 電腦第三定律：結構定律1.5
電腦第四定律：正確定律1.6 電腦科學了，又怎麼樣？1.7 習題
第二章 F# 系統

2.1 Forth 精義2.2 Forth 是最優越的電腦語言2.3 F# 系統簡介2.4 Forth 程式練習
2.5 算術計算2.6 比較複雜的應用2.7 道和名2.8 習題
第二部分 eP32 系統的設計和實證
第三章 CPU 的設計

3.1 邏輯原理 3.2 數位邏輯3.3 杜林機3.4 eP32 的架構3.5 eP32
的資料處理部份3.6 eP32 的地址儲存部份3.7 eP32 的地址產生部份3.8 eP32 的有限狀態控制機 3.9
eP32 架構的優點3.10 習題
第四章 eP32 中央處理器的設計

4.1 eP32 的輸出輸入訊號4.2 STACK 模組4.3 eP32 的暫存器4.4 eP32
的內部訊號4.5 畫線引擎中的暫存器和訊號4.6 eP32 的指令常數設定4.7 參數堆疊和返回堆疊的實現4.8
畫線引擎的同步訊號設定4.9 畫線引擎字組進位的控制訊號4.10 X 軸上單點和橫線的初值 4.11 讀取畫線引擎的暫存器及訊號
4.12 eP32 的解碼器4.13 eP32 指令的解碼工作4.14 eP32 有限狀態控制機4.15
VHDL，FPGA 與 FORTH 4.16 習題
第五章 eP32 的周邊裝置

5.1 eP32 晶片設計5.2 UART 模組5.3 SPI 模組5.4 GPIO 模組 5.5 BOOT
模組5.6 其他周邊裝置5.7 習題
第六章 eSOCFM-1 實驗板

6.1 eSOCFM-1 實驗板的線路圖6.2 eSOCFM-1 實驗板上的裝置6.3 在 APA300 上建造 eP32
晶片6.4 在 AT25128 上建造 eP32 操作系統6.5 在 eSOCFM-1 實驗板上發展應用程式6.6
習題
第三部份 系統的開發工具
第七章 F# 的視窗介面

7.1 中文發展系統的載入檔（FG.FEX）7.2 視窗系統下符式的啟動程式（INIT.F）7.3 視窗系統下支援符式的
win32 介面 7.4 視窗系統的控制台介面（CONSOLEI.F）7.5
視窗系統下支援符式的控制台指令（CONSOLE.F）7.6 視窗系統的選單介面（CONMENU.F）7.7
視窗系統的輸出輸入界面（BUFFERIO.F）7.8 視窗系統的使用者界面（UI.F）7.9 ANSI FORTH
標準指令集（ANSI.F）7.10 視窗系統的檔案界面（FILEINC.F）7.11 習題
第八章 eP32 易符系統的交叉編譯

8.1 易符系統的交叉編譯器（META32U.F）8.2 易符系統的組合器（ASM32U.F）8.3
易符系統的符式低階指令核心（KERN32U.F）8.4 易符系統的符式高階指令程式8.5
易符系統的周邊裝置控制程式（FGASIC.F）8.6 易符系統的偵錯分析程式（DIAG.F）8.7
易符系統的模擬器（SIM32U.F）8.8 習題
第九章 eP32 的中文發展系統

9.1 易符系統串列埠界面（COM14.F）9.2 資料檔案上傳指令（TXFGROM.F）9.3
視窗系統的串列埠程式（TERM4.F）9.4 eP32 系統的擴展指令（FUP）9.5 中文字形產生器指令集（SUP）9.6
習題
結語 庖丁解牛
索引

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