АРХИТЕКТУРА 2013 / MMIKURS / LAB1 / L1info10

Регистры являются важными элементами микропроцессора. Регистр - это электронное цифровое устройство для временного запоминания информации в форме двоичного числа или кода. Запоминающим элементом в регистре является триггер, который может находится в одном из двух состояний. Одно из этих состояний соответствует запоминанию двоичного нуля, а другое - запоминанию двоичной единицы. В общем случае регистр содержит несколько связанных друг с другом триггеров - по одному триггеру на каждый разряд запоминаемого двоичного числа. Число триггеров в регистре называется разрядностью регистра. Например, регистр из восьми триггеров - это 8-разрядный или 8-битовый регистр (так как каждый разряд регистра обеспечивает хранение одного бита информации).

Многие регистры специализированы по своей функции. Так, существуют регистр-аккумулятор или просто аккумулятор, программные счетчик, регистр команд, регистр адреса памяти и т.д. Аккумулятор входит в АЛУ и предназначен для хранения одного из операндов перед выполнением операции в АЛУ или для кратковременного запоминания результата операции. Операнд - это данное, используемое в текущей операции. Например, в операции суммирования операндами являются оба слагаемых.

Программные счетчик (счетчик команд, регистр адреса команды) служит для формирования и запоминания адреса очередной выполняемой команды. После выполнения каждой команды программные счетчик содержит адрес следующей команды, по которому эта команда хранится в памяти микрокомпьютера.

Регистр команд используется для хранения кода текущей выполняемой команды. Входящий в состав команды код операции используется, как уже говорилось, для формирования в УУ определенной серии управляющих сигналов, зависящей от конкретного кода операций. Оставшаяся часть кода команды может содержать информацию об адресах операндов, участвующих в выполнении данной команды.

Регистр адреса памяти служит для запоминания адреса кода команды, операнда или результата операции во время извлечения (чтения) команды или операнда из памяти или записи результата операций в память. Регистр адреса памяти может входить не в состав МП, а в состав элементов памяти микрокомпьютера. Изменить роль специализированных регистров или даже узнать их содержимое программным путем нельзя, т.е. эти регистры, как говорят, программно-недоступны. Но в состав МП входят и регистры, которые программист может использовать в своей программе. Такие регистры микропроцессора называются программно-доступными. Состав и назначение их различны в разных типах микропроцессора. Однако среди них почти всегда имеются регистр слова состояния процессора (РСПП) и несколько регистров общего назначения (РОН).

Регистр слова состояния процессора хранит слово состояния процессора (ССП), отражающее информацию о состоянии МП и выполняемой им программы в каждый данный момент времени.

Регистр общего назначения обычно не имеют конкретного функционального назначения. Программист может в своей программе задействовать их так, как он считает нужным. Чтобы отличить РОНы друг от друга им присвоены уникальные имена (или номера), которые и записываются в программе.