ハードウェアレジスタ

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デジタルエレクトロニクス、特にコンピューティングでは、ハードウェアレジスタは通常、フリップフロップで構成される回路であり、多くの場合、次のような メモリと同様の多くの特性を備えています。

ただし、それらの際立った特徴は、通常のメモリの機能を超えた特別なハードウェア関連の機能も備えていることです。したがって、観点によっては、ハードウェアレジスタは、追加のハードウェア関連機能を備えたメモリのようなものです。または、メモリ回路は、データを格納するだけのハードウェアレジスタのようなものです。

ハードウェアレジスタは、ソフトウェア周辺機器の間のインターフェイスで使用されます。ソフトウェアは、デバイスに情報を送信するためにそれらを書き込み、デバイスから情報を取得するためにそれらを読み取ります。一部のハードウェアデバイスには、内部使用のためにソフトウェアからは見えないレジスタも含まれています。

それらの複雑さに応じて、最新のハードウェアデバイスは多くのレジスタを持つことができます。標準の集積回路は通常、電子部品 データシートの一部として外部に露出したレジスタを文書化します

機能性

ハードウェアレジスタの一般的な使用法は次のとおりです。

  • 特に初期化中の特定の機能の構成と起動
  • グラフィックカード用のビデオメモリなどのバッファストレージ
  • さまざまな種類の入出力(I / O)
  • モデムステータスレジスタやラインステータスレジスタなど、ハードウェアユニットで特定のイベントが発生したかどうかなどのステータスレポート。[1]

「ペリフェラルユニット」(CPU外部のコンピュータハードウェア)のハードウェアレジスタを読み取るには、プロセッサによって発行された「ロード」または「ストア」命令を使用して、メモリマップドI / OアドレスまたはポートマップドI / Oアドレスにアクセスする必要があります。ハードウェアレジスタはワードでアドレス指定されますが、レジスタに読み込まれた、またはレジスタに書き出されたワード の数ビットのみを使用する場合があります。

市販の設計ツールは、ハードウェアファームウェアハードウェア検証、テスト、およびドキュメント 化のためのメモリマップドレジスタの仕様とコード生成を簡素化および自動化します。

レジスタは、読み取り/書き込み、読み取り専用、または書き込み専用にすることができます。

通常、書き込み専用レジスタは避けられます。これらは、書き込み時に一時的なアクションを引き起こすが、「ペリフェラルのリセット」レジスタなど、読み取られる永続データを格納しないレジスタに適しています。Atari 2600ゲームコンソールのTIAチップなど、レジスタデータのリードバックに必要な比較的大きな論理回路と信号ルーティング用のゲートを提供できない設計では、これらが唯一のオプションである可能性があります。ただし、書き込み専用レジスタはデバッグをより困難にし[2]読み取り-変更-書き込みの問題を引き起こすため、読み取り/書き込みレジスタが推奨されます。PCでは、書き込み専用レジスタにより、 Advanced Configuration and Power Interface(ACPI)が入力時にデバイスの状態を判断することが困難になりました。スリープモードを終了するときにその状態を復元するためのスリープモード[3]

品種登録

中央処理装置(CPU)内のハードウェアレジスタは、プロセッサレジスタと呼ばれます。

ストロボレジスタは通常のハードウェアレジスタと同じインターフェイスを備えていますが、データを格納する代わりに、書き込まれる(またはまれに読み取られる)たびにアクションをトリガーします。それらはシグナリングの手段です。

レジスタは通常、保持できるビット数で測定されます。たとえば、「8ビットレジスタ」や「32ビットレジスタ」などです。

設計者は、次のようなさまざまな方法でレジスタを実装できます。

ソフトウェアで読み書きできる「プログラマーに見える」レジスターに加えて、多くのチップには、ステートマシンパイプライン処理に使用される内部マイクロアーキテクチャーレジスターがあります。たとえば、レジ​​スタードメモリ

標準

SPIRITIP-XACTおよびDITASIDSC XMLは、メモリマップドレジスタの標準XML形式を定義します[4] [5] [6]

も参照してください

参考文献

  1. ^ Bose、Sanjay K.(2007)。パソコンのハードウェアとソフトウェアニューエイジインターナショナル。p。54. ISBN  97881224030392012年9月10日取得INS 8250が適切に初期化されたら、実際の動作中にデバイスを制御するために、モデムステータスレジスタ(MSR)、ラインステータスレジスタ(LSR)、および割り込み識別レジスタ(IIR)を適切に使用する必要があります。
  2. ^ http://www.microsoft.com/whdc/resources/MVP/xtremeMVP_hw.mspx#ETB Microsoft MVP:すべてのハードウェアエンジニアがそれを理解した場合...…書き込み専用レジスタはデバッグをほぼ不可能にします]
  3. ^ Microsoft「バスおよびデバイス仕様のガイドライン」
  4. ^ 「IP-XACT形式のブログエントリ」2009年3月9日にオリジナルからアーカイブされました2009年3月17日取得
  5. ^ IP-XACTスキーマ...コンポーネントXSDを参照
  6. ^ DITA半導体レジスタ仕様