将寄存器作为AVR微控制器中存储器的一部分有什么好处？

如何解决将寄存器作为AVR微控制器中存储器的一部分有什么好处？

更大的存储器具有更高的解码延迟；那么为什么寄存器文件是内存的一部分？

这是否仅意味着寄存器是存储在微处理器内部的“映射” SRAM寄存器？

如果没有，使用寄存器的好处是什么，因为它们不会比访问RAM快得多？此外，它们的用途是什么？我的意思是这些只是内存的一部分，所以我不再看到拥有它们的意义了。拥有它们与引用内存一样昂贵。

图片摘自 Avr微控制器和嵌入式系统：Muhammad Ali Mazidi，Sarmad Naimi和Sepehr Naimi的《使用汇编和C》

解决方法

AVR具有一些间接寻址的指令，例如LD (LDD) – Load Indirect From Data Space to Register using Z：

在有或没有数据空间移位的情况下，将一个字节间接加载到寄存器。 [...] 数据位置由寄存器文件中的Z（16位）指针寄存器指向。

因此，现在您可以通过将寄存器的数据空间地址加载到Z中来从寄存器中进行移动，从而允许寄存器间的间接或索引移动。当然，人们可以想到这种间接访问可以节省奇数指令的某些用法。

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使用寄存器的好处是什么，因为它们不会比访问RAM快得多？

访问通用寄存器比访问Ram更快

首先让我们定义在微控制器中测量的速度....快速表示指令执行将执行多少个周期... avr体系结构上的LOOk

请参见通用寄存器 GPR 作为 ALU 的输入，并且GPR由指令寄存器（2字节宽度）控制，该指令寄存器保存代码中的下一条指令记忆。

让我们研究一下简单的指令ADD Rd,Rr;，其中Rd，Rr是 GPRs 中的任意两个寄存器，因此0 "AVR Instruction Set Manual"页码32，查看此简单add的操作码为000011rdddddrrrr，因为此操作码为两个字节（代码存储宽度），这将在一个周期（在课程原则的前提下 ）获取，解码和调出对我来说只有一个周期酷

我的意思是这些只是内存的一部分，所以我不认为再拥有它们了。拥有它们与引用内存一样昂贵

您建议将所有内存用作ALU的输入；这是一个非常糟糕的主意：内存地址占用2个字节。

如果每条指令中有2个操作数（如Add指令中所示），则仅需要保存4个字节就可以保存操作数..和1个字节用于存储操作符本身的操作码，总共需要5个字节，这是浪费的的记忆力！

此外，该架构一次只能获取2个字节（指令寄存器宽度），因此您需要花费更多的周期从代码存储器中获取代码，这浪费了周期>>更慢的系统

根据指令的不同，寄存器号只有4或5位宽，每条指令2个空间，可以保留16位指令字。

结论 GPR的存在对于节省代码存储空间和程序执行时间至关重要

更大的存储器具有更高的解码延迟；那么为什么寄存器文件是内存的一部分？

CPU处理GPR时，它只能访问前32个位置，而不能访问所有数据空间

最终评论

请不要为不同的ram技术按时间图打扰自己，因为您没有控制权，那么谁来控制？架构设计师，并且他们限制了可以在该架构中使用的最大晶体频率，一切都会好起来的。.您只关心应用程序消耗的周期