
【计】 external register
exterior
【计】 out-of-line
register
【计】 R; RALU; register
【化】 memory; registor
在计算机体系结构中,外部寄存器(External Register)指位于中央处理器(CPU)或核心运算单元之外的存储单元,主要用于临时存放数据、地址或控制信号。这类寄存器通过系统总线与主处理器连接,承担以下核心功能:
数据缓冲作用
在输入输出(I/O)操作中作为中间存储介质,例如PCIe设备中的配置寄存器(Configuration Space Registers),可参考《Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual》中关于I/O地址空间的描述。
地址映射控制
通过内存映射寄存器(Memory-Mapped Registers)实现对外设的访问控制,如ARM Cortex-M系列芯片中的GPIO端口寄存器,相关定义详见《ARMv7-M Architecture Reference Manual》第4.3章。
状态监控功能
部分外部寄存器专用于存储设备状态码,例如USB控制器的状态寄存器(USBDSTS),其位域定义可查阅《Universal Serial Bus Specification Revision 3.2》第10.4.3节。
与内部寄存器相比,外部寄存器具有物理隔离特性,其访问延迟通常较高(约10-100个时钟周期),这一特性在《Computer Architecture: A Quantitative Approach》(第6版)第2.5章中有量化分析。典型应用场景包括DMA控制器中的通道寄存器组、网络接口卡(NIC)的收发缓冲区描述符寄存器等。
外部寄存器是计算机系统中位于中央处理器(CPU)之外的部件上用于暂存数据的寄存器,主要用于与外部设备或内存进行数据交互。以下是其核心特点及用途的详细说明:
特性 | 外部寄存器 | CPU内部寄存器 |
---|---|---|
速度 | 较慢(依赖总线通信) | 极快(直接集成于CPU) |
数量 | 较多(按外设需求扩展) | 极少(如ARM仅16个通用寄存器) |
访问方式 | 通过内存映射地址或端口指令 | 专用指令操作(如MOV R0, R1) |
注意:尽管常被简称为“端口”,但严格来说端口仅指访问通道,而外部寄存器是实际存储介质()。理解这一概念对嵌入式开发和硬件编程至关重要。
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