embedded - 为什么内存位置也称为寄存器？

Question

在嵌入式系统和系统编程中，术语“寄存器”用于指代

1. 微 Controller 内的CPU寄存器，例如R1、R2、ARM 微 Controller 中的 PC，以及
2. 内存地址空间内的某些“特殊”位置。

术语“寄存器”以这种方式重载背后是否有原因或历史？

Answer 1

从功能上来说，寄存器是一个可以存储值的元素(例如 D 型触发器或等效的多位数组)。

除了用于保存操作数和 ALU 计算结果的传统 CPU 寄存器之外，还可以有专用于其他用途的特殊功能寄存器(片内或片外)。例如，实现串行端口的 UART 外设可能有一个寄存器来保存除数，该除数从其时钟导出波特率，一个用于传出数据，一个用于接收数据，另一个是模式设置的位图。

在具有内存映射I/O的机器上，特殊功能寄存器出现在内存空间中，并通过内存访问指令进行访问(尽管有时存在限制，例如只能访问特定的宽度)合法的)。相反，在I/O映射机器上，有专门用于访问I/O端口地址的指令，以及(至少在双用途外部总线上)指示是否访问的控制信号。是内存或I/O空间。

更令人困惑的是，有一些传统处理器设计，例如 8051，其中 CPU 寄存器也可以作为普通内存位置进行访问。在许多其他机器中，虽然 CPU 寄存器存储在寄存器文件中而不是内存中，但它们在功能上在指令字的位字段中具有“地址”，该地址指定哪个寄存器是操作数或结果 - 带有编号寄存器的 RISC 架构使得这一点特别明显。