RISC CPU中的寄存器组织

RISC 处理器：
它们是使用小型指令集和简单寻址模式的处理器，因此它们的指令可以在 CPU 内更快地执行，而对内存的引用更少。这种类型的处理器被归类为精简指令集计算机(RISC)。

详细了解RISC处理器及其特性，请参考这个
RISC 处理器的其他一些特性是——

RISC指令：

典型的 RISC 处理器指令集主要包括用于内存和 CPU 之间通信的 LOAD 和 STORE 指令。
所有其他指令都在 CPU 的寄存器内执行，而不涉及内存。
RISC CPU 的程序包含 LOAD 和 STORE 指令，它们具有一个内存和一个 CPU 寄存器地址，计算指令(ADD、SUB MUL 等)具有三个地址，并且这三个都是指处理器寄存器。

例如：
计算 X = (A*B) + (C*D) 的程序，这里 A、B、C、D 是包含四个数字的内存位置，X 是包含该表达式结果的内存位置。

Instruction	comment
LOAD R1, A LOAD R2, B LOAD R3, C LOAD R4, D MUL R1, R1, R2 MUL R3, R3 , R4 ADD R1, R1, R3 STORE X, R1	; Processor register R1 is loaded with content of the memory location A. ; Processor register R2 is loaded with content of the memory location B. ; Processor register R3 is loaded with content of the memory location C. ; Processor register R4 is loaded with content of the memory location D. ; Multiplication of the contents of the R1 and R2 register and the result is stored in the R1 register (i.e. AB is performed). ; Multiplication of the contents of the R3 and R4 register and the result is stored in the R1 register (i.e. CD is performed). ; Addition of contents of register R1 and R3 and the result is stored in the R1 register(i.e. (AB) + (CD)). ; Content of R1 register is stored in memory location X.

Instruction

comment

LOAD R1, A

LOAD R2, B

LOAD R3, C

LOAD R4, D

MUL R1, R1, R2

MUL R3, R3 , R4

ADD R1, R1, R3

STORE X, R1

; Processor register R1 is loaded with content of the memory location A.

; Processor register R2 is loaded with content of the memory location B.

; Processor register R3 is loaded with content of the memory location C.

; Processor register R4 is loaded with content of the memory location D.

; Multiplication of the contents of the R1 and R2 register and the result is stored in the R1 register (i.e. A*B is performed).

; Multiplication of the contents of the R3 and R4 register and the result is stored in the R1 register (i.e. C*D is performed).

; Addition of contents of register R1 and R3 and the result is stored in the R1 register(i.e. (A*B) + (C*D)).

; Content of R1 register is stored in memory location X.

在 RISC CPU 中注册组织：

RISC CPU的重叠寄存器窗口

例如：

过程C 调用过程D。因此，寄存器R58 到R63 对过程C 和D 都是通用的。因此，过程C 将过程D 的参数存储在这些寄存器中。过程 D 使用寄存器 R64 到 R73 来存储局部变量。
当过程 B 在执行完计算后返回时，寄存器(R26 到 R31)的结果被传送回窗口 A。
寄存器 R10 到 R15 对过程 A 和 D 是通用的，四个窗口也有一个循环组织。
由于 R0 到 R9(即 10 个寄存器)可用于所有程序。因此，一个过程在它处于活动状态时包含 32 个寄存器(其中包括 10 个全局寄存器、10 个局部寄存器、6 个低重叠寄存器和 6 个高重叠寄存器)。
注册窗口的组织有如下关系
全局寄存器数 = g
每个窗口中存在的本地寄存器数 = l
两个相邻窗口共用的寄存器数 = c
窗口数 = w

然后每个窗口可用的寄存器数量由下式计算

Window size = l+2c+g

处理器所需的寄存器总数为

Register file = (l + c)w+ g

例如：