РОН (электроника)
Регистр процессора — сверхбыстрая память внутри процессора, предназначенная прежде всего для хранения промежуточных результатов вычисления (регистр общего назначения/регистр данных) или содержащая данные, необходимые для работы процессора — смещения базовых таблиц, уровни доступа и т. д. (специальные регистры).
Регистр представляет собой цифровую электронную схему, служащую для временного хранения двоичных чисел. В процессоре имеется значительное количество регистров, большая часть которых используется самим процессором и недоступна программисту. Например, при выборке из памяти очередной команды она помещается в регистр команд. Программист обратиться к этому регистру не может. Имеются так же регистры, которые в принципе программно доступны, но обращение к ним осуществляется из программ операционной системы (например управляющие регистры и теневые регистры дескрипторов сегментов). Этими регистрами пользуются в основном разработчики операционных систем.
Основные регистры процессора, совместимого с Intel 386
IP (англ. Instruction Pointer ) — регистр, обозначающий смещение следующей команды относительно кодового сегмента.
IP — 16-битный (младшая часть EIP)
EIP — 32-битный аналог
Сегментные регистры — Регистры указывающие на сегменты.
CS — указатель на кодовый сегмент. Связка CS:IP указывает на адрес в памяти следующей команды.
Регистры данных — служат для хранения промежуточных вычислений.
RAX, RBX, RCX, RDX, RBP, RSI, RDI, RSP, R8 — R15 — 64-битные
EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI, ESP — 32-битные (extended AX)
AX, BX, CX, DX — 16-битные
AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL — 8-битные (половинки 16-ти битных регистров)
| RAX | RBX | RCX | RDX | ||||||||||||
| —— | EAX | —— | EBX | —— | ECX | —— | EDX | ||||||||
| —— | —— | AX | —— | —— | BX | —— | —— | CX | —— | —— | DX | ||||
| —— | —— | AH | AL | —— | —— | BH | BL | —— | —— | CH | CL | —— | —— | DH | DL |
Регистр флагов EFLAGS — содержит текущее состояние процессора.
Регистром называется функциональный узел, осуществляющий приём, хранение и передачу информации. Регистры состоят из группы триггеров, обычно D. По типу приёма и выдачи информации различают 2 типа регистров:
Сдвиговые регистры представляют собой последовательно соединённую цепочку триггеров. Основной режим работы — сдвиг разрядов кода от одного триггера к другому на каждый импульс тактового сигнала.
По назначение регистры различаются на:
Регистры процессора
Регистр процессора — сверхбыстрая память внутри процессора, предназначенная прежде всего для хранения промежуточных результатов вычисления (регистр общего назначения/регистр данных) или содержащая данные, необходимые для работы процессора — смещения базовых таблиц, уровни доступа и т. д. (специальные регистры).
Регистр представляет собой цифровую электронную схему, служащую для временного хранения двоичных чисел. В процессоре имеется значительное количество регистров, большая часть которых используется самим процессором и недоступна программисту. Например, при выборке из памяти очередной команды она помещается в регистр команд. Программист обратиться к этому регистру не может. Имеются так же регистры, которые в принципе программно доступны, но обращение к ним осуществляется из программ операционной системы (например управляющие регистры и теневые регистры дескрипторов сегментов). Этими регистрами пользуются в основном разработчики операционных систем.
Основные регистры процессора, совместимого с Intel 386
IP (англ. Instruction Pointer ) — регистр, обозначающий смещение следующей команды относительно кодового сегмента.
IP — 16-битный (младшая часть EIP)
EIP — 32-битный аналог
Сегментные регистры — Регистры указывающие на сегменты.
CS — указатель на кодовый сегмент. Связка CS:IP указывает на адрес в памяти следующей команды.
Регистры данных — служат для хранения промежуточных вычислений.
RAX, RBX, RCX, RDX, RBP, RSI, RDI, RSP, R8 — R15 — 64-битные
EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI, ESP — 32-битные (extended AX)
AX, BX, CX, DX — 16-битные
AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL — 8-битные (половинки 16-ти битных регистров)
| RAX | RBX | RCX | RDX | ||||||||||||
| —— | EAX | —— | EBX | —— | ECX | —— | EDX | ||||||||
| —— | —— | AX | —— | —— | BX | —— | —— | CX | —— | —— | DX | ||||
| —— | —— | AH | AL | —— | —— | BH | BL | —— | —— | CH | CL | —— | —— | DH | DL |
Регистр флагов EFLAGS — содержит текущее состояние процессора.
Регистром называется функциональный узел, осуществляющий приём, хранение и передачу информации. Регистры состоят из группы триггеров, обычно D. По типу приёма и выдачи информации различают 2 типа регистров:
Сдвиговые регистры представляют собой последовательно соединённую цепочку триггеров. Основной режим работы — сдвиг разрядов кода от одного триггера к другому на каждый импульс тактового сигнала.
По назначение регистры различаются на:
См. также
Примечания
Микроконтроллеры
| 8-bit | MCS-51 • MCS-48 • AVR • Z8 • H8 • COP8 • 68HC08 • 68HC11 |
|---|---|
| 16-bit | PIC24 • MAXQ • Nios • 68HC12 • 68HC16 |
| 32-bit | ARM • PIC32MX • 683XX • M32R • |
Полезное
Смотреть что такое «Регистры процессора» в других словарях:
Архитектура процессора — количественная составляющая компонентов микроархитектуры вычислительной машины (процессора компьютера) (например, регистр флагов или регистры процессора), рассматриваемая IT специалистами в аспекте прикладной деятельности. С точки зрения… … Википедия
Регистр процессора — Эта статья включает описание термина «IP»; см. также другие значения. Регистр процессора блок ячеек памяти, образующий сверхбыструю оперативную память (СОЗУ) внутри процессора; используется самим процессором и большой частью недоступен… … Википедия
Кэш процессора — Кэш микропроцессора кэш (сверхоперативная память), используемый микропроцессором компьютера для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Является одним из верхних уровней иерархии памяти[1] … Википедия
Кэш центрального процессора — Кэш (англ. cache[1], произносится kæʃ кЭш) промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий копию той информации, которая хранится в памяти с менее быстрым доступом, но с наибольшей вероятностью может быть оттуда запрошена. Доступ к данным в… … Википедия
Моделезависимые регистры — (Model Specific Registers, MSR) cпециальные регистры процессоров архитектуры x86, наличие и назначение которых варьируется от модели к модели процессора. Программно доступны при помощи команд RDMSR и WRMSR. Адресуются 32 битным индексом,… … Википедия
Регистр (цифровая техника) — У этого термина существуют и другие значения, см. Регистр. 4 х разрядный сдвиговый регистр, преобразователь последовательного кода в параллельный и обратно Регистр последовательное или параллельное … Википедия
РОН (электроника) — Регистр процессора сверхбыстрая память внутри процессора, предназначенная прежде всего для хранения промежуточных результатов вычисления (регистр общего назначения/регистр данных) или содержащая данные, необходимые для работы процессора … … Википедия
Регистр (вычислительная техника) — Регистр процессора сверхбыстрая память внутри процессора, предназначенная прежде всего для хранения промежуточных результатов вычисления (регистр общего назначения/регистр данных) или содержащая данные, необходимые для работы процессора … … Википедия
Motorola 6809 — > Центральный процессор Процессор Motorola 6809E с рабочей частотой 1 МГц, выпущен в 1983 году … Википедия
Иерархия памяти — Пирамида иерархии памяти. По левой грани обозначены размер и емкость, по центру требование постоянного электропитания и длительность хранения, справа пример памяти данного уровня, скорос … Википедия
Регистры общего назначения (РОН)
Регистры EAX, EBX, ECX, EDX называют рабочими регистрами. Так как эти регистры физически находятся в микропроцессоре внутри арифметико-логического устройства (АЛУ), то их еще называют регистрами АЛУ:
· eax/ax/ah/al (Accumulator register) — аккумулятор. Применяется для хранения промежуточных данных. В некоторых командах использование этого регистра обязательно.
· ebx/bx/bh/bl (Base register) — базовый регистр. Применяется для хранения базового адреса некоторого объекта в памяти.
· ecx/cx/ch/cl (Count register) — регистр-счетчик. Применяется в командах, производящих некоторые повторяющиеся действия. Его использование зачастую неявно и скрыто в алгоритме работы соответствующей команды.
К примеру, команда организации цикла loop кроме передачи управления команде, находящейся по некоторому адресу, анализирует и уменьшает на единицу значение регистра ecx/cx;
· edx/dx/dh/dl (Data register) — регистр данных. Так же, как и регистр eax/ax/ah/al, он хранит промежуточные данные. В некоторых командах его использование обязательно; для некоторых команд это происходит неявно.
РОНы используются в основном для выполнения арифметических операций и пересылки данных. Как показано на рисунке, к каждому РОНу можно обратиться как к 32-разрядному или как к 16-разрядному регистру.
К некоторым 16-разрядным регистрам можно обращаться как к двум 8-разрядным регистрам. Например, регистр EAX является 32-разрядным, однако его младшие 16-разрядов находятся в регистре АХ. Старшие 8-разрядов регистра АХ находятся в регистре АН, а младшие 8-разрядов — в регистре AL.
В таблицах показаны особенности обращения к другим регистрам общего назначения, которые мы условно назвали основными и дополнительными
Особенности использования регистров. При выполнении команд процессором часть регистров общего назначения имеют особое значение.
· Содержимое регистра ЕАХ автоматически используется при выполнении команд умножения и деления. Поскольку этот регистр обычно связан с выполнением арифметических команд, его часто называют расширенным регистром аккумулятора (extended accumulator).
· Регистр ЕСХ автоматически используется процессором в качестве счетчика цикла.
· esi/si (Source Index register) — индекс источника. Этот регистр в цепочечных операциях содержит текущий адрес элемента в цепочке-источнике;
· edi/di (Destination Index register) — индекс приемника (получателя). Этот регистр в цепочечных операциях содержит текущий адрес в цепочке-приемнике.
Регистры общего назначения AVR
Регистры общего назначения (РОН) есть в любом процессоре, микропроцессоре и микроконтроллере. Их ещё называют “рабочие регистры”. Эти регистры используются для хранения промежуточных итогов вычислений (также как и внутренняя память).
По сравнению с памятью у РОН есть два основных преимущества:
Файл регистров общего назначения
Слово файл перевести с английского можно ещё и как “массив”.
В общем, понимать это нужно именно как некий набор или блок регистров общего назначения, которые используются для различных целей.
В микроконтроллерах серии AVR всего 32 регистра общего назначения. Для использования РОН в программе, каждый такой регистр имеет собственное уникальное имя: от R0 до R31.
Схемы ввода-вывода и размещение регистров в памяти
Массив РОН наилучшим образом приспособлен для для набора команд архитектуры AVR Enhanced RISC. Для того, чтобы достичь необходимой производительности и гибкости, следующие схемы ввода-вывода поддерживаются файлом регистров:
На рисунке показана структура 32 рабочих регистров общего назначения процессора.
Большинство инструкций, работающих с файлом регистра, имеют прямой доступ ко всем регистрам, и большая часть этих инструкций выполняется за один цикл.
Как показано на рисунке выше, каждый регистр также связан с адресом в памяти данных. Этот адрес отражает размещение регистра непосредственно в первых 32 ячейках пользовательского пространства данных. Хотя эта память физически не находится в SRAM, такая организация памяти обеспечивает большую гибкость доступа к регистрам, потому как указатель регистра X-, Y- и Z- может быть установлен для индексации любого регистра в файле регистров.
Некоторые команды не могут использовать определённые регистры (подробнее об этом в описании набора команд).
Х-регистр, Y-регистр и Z-регистр
Все регистры общего назначения в AVR являются восьми разрядными. Однако шесть последних регистров (R26. R31) имеют некоторые дополнительные функции для их использования в качестве регистров общего назначения. Эти регистры являются 16-битными указателями адреса для косвенной адресации в области памяти данных. Три косвенных адреса регистров Х, Y и Z определены, как показано на рисунке ниже.
В различных режимах адресации эти адресные регистры имеют функции фиксированного смещения, автоматический инкремент и автоматический декремент (более подробно об этом в описании инструкций).
Таким образом, эти регистры могут быть объединены в пары (см. рис. выше) и использоваться для 16-разрядных операций. При этом остаётся возможность чтения каждого регистра пары отдельно.
Регистры общего назначения
Регистры общего назначения предназначены для хранения операндов арифметико-логических инструкций, а также адресов или отдельных компонентов адресов ячеек памяти.
Первые четыре регистра могут делиться на две однобайтовых части каждый: AH, BH, CH и DH для старших байтов и AL, BL, CL и DL для младших байтов.
В микропроцессоре 80386 разрядность регистров была удвоена и составила 32 бита. Обновлённые регистры не заменили, а дополнили уже имеющиеся: 32-разрядные версии получили имена EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP и ESP, а их младшие слова сохранили прежние обозначения, причём у первых четырёх регистров сохранилась возможность раздельного обращения к двум младшим байтам (AH, AL и так далее). С помощью префикса изменения размера операнда возможно выполнение 32-разрядных операций в реальном режиме и режиме виртуального процессора 8086.
Другим важным новшеством процессора 80386 стало уменьшение «дискриминации» между регистрами: теперь компоненты 32-разрядных адресов можно хранить в любом регистре. Появилась также возможность масштабирования — использования содержимого регистра в качестве индекса, при вычислении адреса автоматически умножаемого на 2, 4 или 8. Однако при работе в реальном режиме и режиме виртуального процессора 8086 для адресации по-прежнему используются только BX, BP, SI и DI, отсутствует и возможность масштабирования.
Появление 64-разрядных микропроцессоров (технология EM64T/AMD64) повлекло серьёзные изменения в наборе регистров общего назначения. Суть изменений сводится к следующему:
