
【電】 static register
static state
【計】 dead level; quiescent condition; quiescent state; quieting
static RAM chip; stop motion
【經】 stationary state
register
【計】 R; RALU; register
【化】 memory; registor
在電子工程與計算機體系結構中,"靜态寄存器"(Static Register)指通過持續供電保持數據穩定性的存儲單元。其核心特征在于不需要動态刷新操作即可維持信息完整性,這區别于需要周期性刷新電路的動态寄存器。
從電路實現角度,靜态寄存器通常由雙穩态觸發器(如D型觸發器)構成,其數據保存能力依托于交叉耦合的反相器結構。這種設計使得寄存器在時鐘信號觸發時鎖存數據,并在斷電前永久保存當前狀态。典型應用場景包括:
根據IEEE Std 1800-2017系統級驗證标準,靜态寄存器的時序特性包含建立時間(setup time)和保持時間(hold time)兩個關鍵參數,這些參數直接決定電路的最高工作頻率。在實際芯片設計中,工程師需通過靜态時序分析(STA)驗證寄存器間數據傳輸的可靠性。
該存儲結構的英文對應術語為"Static Storage Element",在VHDL硬件描述語言中通過process語句實現(參考:Pong P. Chu, FPGA Prototyping by VHDL Examples)。其功耗特性表現為靜态功耗與動态功耗的平衡,現代CMOS工藝通過門控時鐘技術優化能耗表現。
“靜态寄存器”是計算機體系結構或數字電路中的術語,通常指采用靜态存儲技術實現的寄存器。其核心特點如下:
靜态寄存器通過觸發器(如D觸發器)實現數據存儲,利用雙穩态電路的特性保持數據。隻要持續供電,數據無需刷新即可長期穩定存在,與需要周期性刷新的“動态寄存器”形成對比(如基于電容存儲的動态電路)。
特性 | 靜态寄存器 | 動态寄存器 |
---|---|---|
刷新需求 | 無需刷新 | 需周期性刷新 |
速度 | 快(納秒級) | 較慢(微秒級) |
功耗 | 靜态功耗高 | 動态功耗高 |
集成度 | 低(晶體管多) | 高(1個晶體管+電容) |
典型應用 | CPU寄存器、高速緩存 | 主内存(DRAM) |
在編程語言中(如C語言),static
關鍵字修飾的變量與“靜态寄存器”無直接關聯。前者指變量的存儲周期,後者是硬件層面的物理實現。某些編譯器可能将靜态變量優化到寄存器中,但這屬于編譯器行為,非術語定義範疇。
若需進一步了解具體電路實現(如D觸發器的門級設計),可參考數字電路教材中的“時序邏輯電路”章節。
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