Tutorial de Arquitectura de Computadores Utilizando una FPGA: Introducciones a ARM y Verilog

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Título original:

Computer Architecture Tutorial Using an FPGA: ARM & Verilog Introductions

Contenido del libro:

Aprenda arquitectura de ordenadores y obtenga experiencia práctica utilizando una FPGA mientras estudia en casa. Se construye gradualmente un modelo funcional de un procesador ARM de 32 bits a partir de los principios básicos de la arquitectura informática. Las matrices de puertas programables en campo (FPGA) proporcionan plataformas electrónicas digitales flexibles que pueden organizarse como una CPU, una red neuronal o casi cualquier otro circuito digital. Son el equivalente digital de los cambiaformas de la ciencia ficción.

La FPGA se presenta primero gráficamente mediante modelos operativos de puertas lógicas individuales y estructuras como buses y decodificadores. A continuación, la codificación Verilog comienza con ejemplos de circuitos sencillos y culmina con una CPU que ejecuta código máquina ARM. Los programas pueden incluso introducirse en lenguaje ensamblador simbólico que se compila en código máquina ARM al 100% mediante macros, tareas y funciones escritas en el lenguaje Verilog. Esta imitación de CPU puede ejecutarse a toda velocidad, por pasos con puntos de interrupción o en pausa dentro del ciclo de obtención, descodificación y ejecución.

Más de 150 ilustraciones acompañan a las descripciones detalladas para configurar la FPGA y recorrer cada uno de los casi 100 ejemplos Verilog. Todos los ejemplos de código fuente pueden descargarse de GitHub y utilizan el software Intel(R) Quartus(R) Prime junto con una placa de desarrollo FPGA Terasic DE10-Lite. La DE10-Lite se puede adquirir por menos de 100 dólares en muchos sitios de Internet, e Intel(R) Quartus(R) Prime Lite Edition se puede descargar gratuitamente de Intel. Se pueden utilizar otras placas FPGA y otro software Verilog, pero pueden ser necesarias ligeras modificaciones en los ejemplos.