Registro de hardware

En electrónica digital, especialmente en informática, los registros de hardware son circuitos compuestos típicamente por flip-flops, a menudo con muchas características similares a las de la memoria, como por ejemplo:

• La capacidad de leer o escribir múltiples bits a la vez, y
• Usar una dirección para seleccionar un registro en particular de manera similar a una dirección de memoria.

Sin embargo, su característica distintiva es que también tienen funciones especiales relacionadas con el hardware más allá de las de la memoria ordinaria. Entonces, según el punto de vista, los registros de hardware son como una memoria con funciones adicionales relacionadas con el hardware; o los circuitos de memoria son como registros de hardware que simplemente almacenan datos.

Los registros de hardware se utilizan en la interfaz entre el software y los periféricos. El software los escribe para enviar información al dispositivo y los lee para obtener información del dispositivo. Algunos dispositivos de hardware también incluyen registros que no son visibles para el software, para su uso interno.

Dependiendo de su complejidad, los dispositivos de hardware modernos pueden tener muchos registros. Los circuitos integrados estándar suelen documentar sus registros expuestos externamente como parte de la hoja de datos de sus componentes electrónicos.

Funcionalidad

Los usos típicos de los registros de hardware incluyen:

• configuración y puesta en marcha de ciertas características, especialmente durante la inicialización
• almacenamiento de amortiguadores por ejemplo, memoria de vídeo para tarjetas gráficas
• entrada/salida (I/O) de diferentes tipos
• presentación de informes sobre la situación como si se hubiera producido algún evento en la unidad de hardware, por ejemplo un registro de estado de módem o un registro de estado de línea.

Lectura de un registro de hardware en "unidades periféricas" (hardware de computadora fuera de la CPU) implica acceder a su dirección de E/S asignada en memoria o dirección de E/S asignada a puerto con una función de "carga"; o "tienda" instrucción, emitida por el procesador. Los registros de hardware se direccionan en palabras, pero a veces sólo utilizan unos pocos bits de la palabra leídos o escritos en el registro.

Las herramientas de diseño comercial simplifican y automatizan la especificación de registros mapeados en memoria y la generación de código para hardware, firmware, verificación de hardware, pruebas y documentación.

Los registros pueden ser de lectura/escritura, de solo lectura o de solo escritura.

Generalmente se evitan los registros de sólo escritura. Son adecuados para registros que provocan una acción transitoria cuando se escriben pero que no almacenan datos persistentes para leer, como un comando de "restablecer un periférico". registro. Pueden ser la única opción en diseños que no pueden permitirse puertas para el circuito lógico relativamente grande y el enrutamiento de señales necesarios para la lectura de datos de registro, como el chip TIA de la consola de juegos Atari 2600. Sin embargo, los registros de sólo escritura dificultan la depuración y conducen al problema de lectura-modificación-escritura, por lo que se prefieren los registros de lectura/escritura. En las PC, los registros de solo escritura dificultaban que la interfaz de energía y configuración avanzada (ACPI) determinara el estado del dispositivo al ingresar al modo de suspensión para restaurar ese estado al salir del modo de suspensión.

Registrar variedades

Los registros de hardware dentro de una unidad central de procesamiento (CPU) se denominan registros de procesador.

registros estroboscópicos tienen la misma interfaz que los registros de hardware normales, pero en lugar de almacenar datos, activan una acción cada vez que se escriben (o, en casos raros, se leen). Son un medio de señalización.

Los registros normalmente se miden por el número de bits que pueden contener; por ejemplo, un "registro de 8 bits" o un "registro de 32 bits".

Los diseñadores pueden implementar registros de una amplia variedad de formas, entre ellas:

• Registro de archivos
• estándar SRAM
• chanclas individuales
• memoria núcleo de alta velocidad

Además de la ventana "visible para el programador" registros que se pueden leer y escribir con software, muchos chips tienen registros de microarquitectura interna que se utilizan para máquinas de estado y canalizaciones; por ejemplo, memoria registrada.

Estándares

SPIRIT IP-XACT y DITA SIDSC XML definen formatos XML estándar para registros mapeados en memoria.