"本书对CPU的设计与性能验证、操作系统的交叉编译、操作系统的移植和应用程序的编译与移植等方面做了充分介绍。全书共分为8章： 第1章为龙芯LS132R CPU介绍；第2章为移植方法详解，具体介绍了龙芯LS132R CPU的IP移植到Nexys 4 FPGA开发板的方法；第3章为龙芯LS132R CPU在Nexys 4 FPGA开发板运行的程序测试方法；第4章为龙芯LS132R CPU在Nexys 4 FPGA开发板移植操作说明；第5章为龙芯LS132R CPU在Nexys 4 FPGA开发板运行的性能验证；第6章为Linux操作系统编译；第7章为基于FPGA N4龙芯CPU软核LS132R的实时系统移植实现，使学生理解和掌握计算机实时操作系统RTOS的移植方法；第8章为RISCV指令集计算机系统设计实现，以RISCV指令集为例介绍了计算机系统的CPU的组成与实现方法，使学生理解和掌握计算机系统流水线CPU工作基本原理和设计方法，同时理解掌握流水线CPU的定量分析方法，并利用TF存储器实现多级存储系统架构，同时进行操作系统与应用程序的编译移植，设计实现符合应用程序运行要求的RISCV指令集的原型计算机。 本书适合作为高等院校计算机相关专业高年级本科生、研究生的教材，以及处理器芯片和操作系统的开发人员、广大科技工作者和研究人员的参考用书。 "

秦国锋，博士，同济大学计算机系统结构教研室主任、副教授。解决超大交流电微小电阻测量世界难题，取得显著经济社会效益，近年来，在IEEE transactions on Network Science and Engineering、Frontiers in Physiology、Neural Computing and Applications 等期刊发表论文70余篇，SCI检索10余篇，EI检索40篇，出版著作3部，发表教育教学核心期刊论文多篇，形成特色鲜明的计算机系统理论与实验贯通的教学模式和方法，重点研究图像识别、医学造影成像分析及嵌入式传感器测控。承担和参与二十多项国家863、省部级、校企合作项目，研发的产品已创造社会经济效益3000余万元。获得同济大学教学成果二等奖2项、教育部产学协同育人与华为智能基座项目3项、教育部计算机教指委实践教学优秀论文一等奖2篇二等奖1篇、优秀实践教学案例一等奖2项二等奖2项、2021年中国计算机教育大会优秀教学资源优秀案例奖1项。

前言 由芯片、编译器、操作系统与应用软件组成的计算机体系结构正处在不断迭代、急速变革的新时代。计算机体系结构形成由x86架构转向MIPS指令集架构，又从MIPS指令集架构向RISCV指令集转折的发展格局，并将Wintel的垄断格局击破，形成由垄断专制走向开源共享的发展道路。借用西安交通大学王树国校长的话“社会的发展领先学校”，编者作为一线基层的教师，深感真正做到教学实践与社会业界创新同频共振异常艰难，但我们仍需要“不忘初心，牢记使命”竭尽全力传授新理论、新方法、新技术，不负学生，不负国家和人民。 在FPGA设计构建计算机系统是一项充满挑战和艰难的工作，近年来，编者和计算机系统结构教研室老师与计算机专业同学一直在坚持不懈地努力探索，初步实现了这条技术路线，设计实现了基于FPGA的MIPS指令架构和RISCV指令架构的原型系统。学生周涛、李晨扬做了大量的工作，甚至在节假日都在设计调试，还有历届学生如黎可杰、马嘉等积极参与完成了一些应用程序示例，在此对他们表示衷心感谢！同时，感谢龙芯中科提供开源的CPU处理器LS132R的IP核，为本书的实验设计提供了帮助。 该教程是几年来大家研究探索的经验总结，希望能对读者学习和实验实践有所裨益或参考，由于水平有限，书中不足之处请多多指正！ 秦国锋2024年2月