
【計】 external register
exterior
【計】 out-of-line
register
【計】 R; RALU; register
【化】 memory; registor
在計算機體系結構中,外部寄存器(External Register)指位于中央處理器(CPU)或核心運算單元之外的存儲單元,主要用于臨時存放數據、地址或控制信號。這類寄存器通過系統總線與主處理器連接,承擔以下核心功能:
數據緩沖作用
在輸入輸出(I/O)操作中作為中間存儲介質,例如PCIe設備中的配置寄存器(Configuration Space Registers),可參考《Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual》中關于I/O地址空間的描述。
地址映射控制
通過内存映射寄存器(Memory-Mapped Registers)實現對外設的訪問控制,如ARM Cortex-M系列芯片中的GPIO端口寄存器,相關定義詳見《ARMv7-M Architecture Reference Manual》第4.3章。
狀态監控功能
部分外部寄存器專用于存儲設備狀态碼,例如USB控制器的狀态寄存器(USBDSTS),其位域定義可查閱《Universal Serial Bus Specification Revision 3.2》第10.4.3節。
與内部寄存器相比,外部寄存器具有物理隔離特性,其訪問延遲通常較高(約10-100個時鐘周期),這一特性在《Computer Architecture: A Quantitative Approach》(第6版)第2.5章中有量化分析。典型應用場景包括DMA控制器中的通道寄存器組、網絡接口卡(NIC)的收發緩沖區描述符寄存器等。
外部寄存器是計算機系統中位于中央處理器(CPU)之外的部件上用于暫存數據的寄存器,主要用于與外部設備或内存進行數據交互。以下是其核心特點及用途的詳細說明:
特性 | 外部寄存器 | CPU内部寄存器 |
---|---|---|
速度 | 較慢(依賴總線通信) | 極快(直接集成于CPU) |
數量 | 較多(按外設需求擴展) | 極少(如ARM僅16個通用寄存器) |
訪問方式 | 通過内存映射地址或端口指令 | 專用指令操作(如MOV R0, R1) |
注意:盡管常被簡稱為“端口”,但嚴格來說端口僅指訪問通道,而外部寄存器是實際存儲介質()。理解這一概念對嵌入式開發和硬件編程至關重要。
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