Hardwarový registr - Hardware register

V digitální elektronice , zejména ve výpočetní technice , jsou hardwarové registry obvody, které se obvykle skládají z klopných obvodů , často s mnoha charakteristikami podobnými paměti , například:

  • Schopnost číst nebo zapisovat více bitů najednou a
  • Použití adresy k výběru konkrétního registru podobným způsobem jako adresa v paměti .

Jejich charakteristickou vlastností však je, že mají také speciální funkce související s hardwarem, které přesahují funkce běžné paměti. V závislosti na úhlu pohledu jsou tedy hardwarové registry jako paměť s dalšími funkcemi souvisejícími s hardwarem; nebo jsou paměťové obvody jako hardwarové registry, které pouze ukládají data.

Hardwarové registry se používají v rozhraní mezi softwarem a periferními zařízeními . Software je zapíše, aby odeslal informace do zařízení, a načte je, aby získal informace ze zařízení. Některá hardwarová zařízení také obsahují registry, které nejsou viditelné pro software, pro jejich interní použití.

V závislosti na jejich složitosti mohou mít moderní hardwarová zařízení mnoho registrů. Standardní integrované obvody typicky dokumentují své externě exponované registry jako součást svého datového listu elektronických součástek .

Funkčnost

Typická použití hardwarových registrů zahrnují:

  • konfigurace a spuštění určitých funkcí, zejména během inicializace
  • vyrovnávací paměť, např. video paměť pro grafické karty
  • vstup / výstup (I / O) různých druhů
  • hlášení stavu , například zda v hardwarové jednotce došlo k určité události, například registr stavu modemu nebo registr stavu linky.

Čtení hardwarového registru v „periferních jednotkách“ - hardwaru počítače mimo CPU - zahrnuje přístup k jeho I / O adrese mapované do paměti nebo I / O mapované portům s instrukcí „load“ nebo „store“ vydanou procesorem. Hardwarové registry jsou adresovány slovy, ale někdy používají pouze několik bitů slova přečteného do nebo zapsaného do registru.

Komerční návrhové nástroje zjednodušují a automatizují specifikaci registru mapovanou do paměti a generování kódu pro hardware , firmware , ověření hardwaru , testování a dokumentaci.

Registry mohou být čteny / zapisovány, pouze pro čtení nebo pouze pro zápis.

Registrům pouze pro zápis se obecně vyhýbáme. Jsou vhodné pro registry, které při zápisu způsobí přechodnou akci, ale neukládají žádná trvalá data ke čtení, jako je například „reset periferního“ registru. Mohou být jedinou možností v designech, které si nemohou dovolit brány pro relativně velký logický obvod a směrování signálu potřebné pro zpětné čtení dat registru, jako je například čip TIA herní konzole Atari 2600 . Registry pouze pro zápis však ladění ztěžují a vedou k problému čtení, úpravy a zápisu, takže jsou preferovány registry pro čtení a zápis. Na počítačích registry pouze pro zápis ztěžovaly rozhraní Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) určit stav zařízení při přechodu do režimu spánku, aby se tento stav obnovil při ukončení režimu spánku,

Zaregistrujte odrůdy

Hardwarové registry uvnitř centrální procesorové jednotky (CPU) se nazývají registry procesorů .

Zábleskové registry mají stejné rozhraní jako běžné hardwarové registry, ale místo ukládání dat spouští akci pokaždé, když jsou zapsány (nebo ve vzácných případech čteny z). Jsou prostředkem signalizace .

Registry se obvykle měří počtem bitů, které mohou obsahovat, například „ 8bitový registr“ nebo „ 32bitový registr“.

Návrháři mohou implementovat registry mnoha různými způsoby, včetně:

Kromě „programátorem viditelných“ registrů, které lze číst a zapisovat pomocí softwaru, má mnoho čipů vnitřní mikroarchitekturní registry, které se používají pro stavové automaty a pipeline ; například registrovaná paměť .

Standardy

SPIRIT IP-XACT a DITA SIDSC XML definují standardní formáty XML pro registry mapované v paměti .

Viz také

Reference