前言

在信息技术飞速发展的当下，自主可控的指令集架构成为保障信息安全的关键。LoongArch是龙芯中科技术股份有限公司完全自主研发的成果，从顶层规划到指令编码，均实现了独立设计，不依赖x86、ARM等传统架构。2021年，LoongArch下的中断模型被纳入ACPI（Advanced Configuration and Power Interface，高级配置和电源接口）规范，LoongArch成为继x86、ARM之后，第三种获得国际标准支持的CPU架构。这种架构融合了x86和ARM的主要特性，支持龙芯二进制翻译（Loongson Binary Translation，LBT）扩展，能够高效兼容二者的应用生态。这不仅可降低迁移成本，还不用支付架构授权费用，从源头保障信息安全，尤其适用于政务和能源等关键领域。

基于LoongArch的处理器已在电子政务、工业自动化等领域大量替代传统x86、ARM芯片，展现了其在实际应用中的强大潜力。

本书以基于LoongArch CPU内核的芯片设计为核心内容，通过丽湖霸下BX2400的开发过程，全面解析SoC设计的全过程。内容涵盖LoongArch的SoC逻辑设计、逻辑综合、可测试性设计、物理设计和签核，展现SoC从概念到投片的全过程。

目前，国内针对大规模数字集成电路设计的教材相对较少，本书具有较高的出版价值。

在学习本书之前，读者需要具备一定的基础，包括数字逻辑与数字电路基础、集成电路设计基本方法和流程的基础，以及Verilog语言和可编程逻辑器件设计的基础。在本书中，CPU内核的设计采用了龙芯中科技术股份有限公司的IP（Intellectual Property，知识产权），读者需要得到龙芯中科技术股份有限公司的授权才能使用该IP进行投片。

本书由深圳职业技术大学、龙芯中科技术股份有限公司和深圳芯火平台共同策划，由余菲担任主编，规划本书的整体结构，并审阅全书；由刘永新、温泉和蔡致立担任副主编，邀请高校教师、行业工程师共同对内容进行汇编、整理，并完成相关实践操作。希望本书能为集成电路设计领域的工程师、研究人员及相关专业师生提供参考，助力我国自主可控集成电路技术的发展与人才培养。

由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请读者批评指正。

作者
2025年3月1日