Grundlagen der Computerarchitektur: Busse und Register

AGP (Accelerated Graphics Port)

AGP (Accelerated Graphics Port) integrierte drei Schlüsselfunktionen zur Steigerung der Rechenleistung:

• Pipelining für Schreib-Lese-Speicheroperationen
• Demultiplexing des Daten- und Adressbusses
• Eine erhöhte Taktfrequenz von bis zu 100 MHz, was eine Bandbreite von über 800 MByte/s ermöglichte – mehr als das Vierfache der PCI-Spezifikation.

CardBus Technologie

Alle CardBus-Geräte sind 32-Bit-Geräte und basieren auf dem 33 MHz PCI-Bus. Im Gegensatz zu PC-Karten (die 16 oder 32 Bit sein können) unterstützt CardBus Bus-Mastering. Dies ermöglicht die direkte Kommunikation zwischen Controllern und verschiedenen Geräten, ohne Umweg über die CPU.

Mikroprozessor-Register

Ein Register ist ein Hochgeschwindigkeitsspeicher mit begrenzter Kapazität, der direkt im Mikroprozessor integriert ist. Es ermöglicht die temporäre Speicherung und den schnellen Zugriff auf häufig verwendete Daten, insbesondere bei mathematischen Operationen.

Allzweckregister (General Purpose Registers)

Die Allzweckregister, wie der Name schon sagt, können von Entwicklern nach Belieben verwendet werden. Jedes dieser Register kann als 16-Bit-Register (AX, BX, CX, DX) oder als 8-Bit-Register (AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL) adressiert werden.

Die Hauptfunktionen der Allzweckregister sind:

• AX, AH, AL (Akku): Behält oft das Zwischenergebnis nach einer arithmetischen oder logischen Operation.
• BX, BH, BL (Basisregister): Wird verwendet, um die Basisadresse von Datenlisten im Speicher zu speichern.
• CX, CH, CL (Zählregister): Enthält die Anzahl für bestimmte Operationen wie Verschiebungen und Rotationen, Schleifeniterationen und wiederholte String-Operationen.
• DX, DH, DL (Datenregister): Enthält den höherwertigen Teil eines Produkts nach einer Multiplikation oder den höherwertigen Teil des Dividenden vor einer Division.

Zeiger- und Indexregister

Zeiger- und Indexregister werden ebenfalls häufig verwendet. Sie dienen hauptsächlich dazu, die effektive Adresse oder eine Speicherstelle zu bilden. Zeiger- und Indexregister enthalten den Offset von einem Segment zu Daten oder Anweisungen. Die Hauptfunktionen von Zeiger- und Indexregistern umfassen:

• SP (Stack Pointer): Das SP-Register wird verwendet, um Daten direkt auf dem Stack zu verwalten, insbesondere bei der Ausführung von PUSH- und POP-Anweisungen sowie beim Aufrufen oder Zurückkehren von Prozeduren mittels CALL- und RET-Befehlen.
• BP (Base Pointer): Enthält den Offset innerhalb des Stack-Segments für Daten, die über den Software-Stack gespeichert werden.
• SI (Source Index): Enthält den Offset innerhalb eines Segments zu einem Element eines Arrays oder Strings (Quellindex).
• DI (Destination Index): Enthält den Offset innerhalb des Extra-Segments zu einem Element einer Zeichenkette oder eines Arrays (Zielindex).
• IP (Instruction Pointer): Enthält immer den Offset innerhalb des Code-Segments zur Speicheradresse der nächsten Anweisung, die vom Mikroprozessor ausgeführt werden soll.

Segmentregister

Segmentregister werden verwendet, um die effektive oder tatsächliche Speicheradresse zu bilden. Sie enthalten die Segmentadresse von Daten oder Anweisungen. Programme nutzen Segmentregister, um auf verschiedene Speicherbereiche wie Code, Daten und den Stack zuzugreifen.

• CS (Code Segment): Enthält die logische Adresse des Segments, das den Programmcode enthält. Benötigt der Code mehr als ein Segment, enthält es die logische Adresse eines dieser Segmente.
• DS (Data Segment): Enthält die logische Adresse des Segments, das die statischen Daten eines Programms enthält. Erstrecken sich die Daten über mehrere Segmente, enthält es die logische Adresse eines dieser Segmente.
• ES (Extra Segment): Enthält ebenfalls die logische Adresse eines Segments, das statische Daten eines Programms enthält. Dieses Register wird insbesondere bei bestimmten On-Chip-Operationen zur Verarbeitung von Zeichenketten verwendet.
• SS (Stack Segment): Enthält die logische Adresse des Segments, in dem sich der System-Stack befindet. Der Stack kann in der Regel nicht mehr als ein Segment umfassen.

Das Flag-Register

Jedes Flag ist ein Bit im Flag-Register, das auch als Statusregister bezeichnet wird.

Obwohl das Flag-Register 16 Bit breit ist, werden nur neun Flags verwendet: O, D, I, T, S, Z, A, P, C. Die anderen 7 Bits sind reserviert oder ungenutzt.