1.1 序

本章將實現一臺簡單的計算機系統的SoC（System-on-a-Chip，片上系統）。它以CPU為核心，同時實現了負責存儲程序和數據的內存、負責和外部進行輸入輸出的I/O以及它們之間的連接總線。SoC是將一整套系統集成到單一芯片的集成電路設計方法。

開發之前，我們先來確定CPU的名字。我們為這次開發的CPU取名為AZ Processor，因為本書旨在從頭到尾親自動手設計和實現一臺計算機，這幾個英文字母就含有從A到Z全部親手制作的意思。然后，AZ Processor、內存、各種I/O通過總線連接形成的SoC，我們稱之為AZPR SoC（AZ Processor片上系統）。圖1-1為AZPR SoC的概要。

圖1-1 AZPR SoC的概要

圖1-2列出了本章的結構。1.2節～1.4節分別簡單介紹計算機系統、數字電路基礎和Verilog HDL語言。這3節的內容是制作AZPR SoC需要掌握的最基礎的知識。已經掌握這些知識和設計經驗的讀者，可以跳過此部分。

圖1-2 本章的構成

1.5節～1.10節是本章主要的設計和實現部分。1.5節將對AZPR SoC進行說明。1.6節～1.9節將分別對總線、內存、CPU和I/O的設計和實現進行說明。1.10節將各個模塊連接，完成AZPR SoC的制作。1.11節介紹AZPR SoC的仿真。最后的1.12節對本章進行總結。