Definition und Funktion:
Ein Register ist ein extrem kleiner, aber sehr schneller Zwischenspeicherbereich direkt innerhalb der Central Processing Unit (CPU) eines Computers oder einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Register dienen dazu, Daten zu speichern, die von der CPU aktuell bearbeitet werden, oder Ergebnisse von Operationen temporär zu halten.
Der Zugriff auf Daten in Registern ist wesentlich schneller als der Zugriff auf den Hauptspeicher (RAM) der SPS, da die Register direkt in der CPU integriert sind. Daher werden sie für Operationen verwendet, die höchste Geschwindigkeit erfordern.
Typen von Registern (Beispiele):
- Akkumulator: Ein spezielles Register, das zur temporären Speicherung von Zwischenergebnissen arithmetischer und logischer Operationen verwendet wird. Oft der primäre Operand für viele CPU-Befehle.
- Programmzähler (Program Counter – PC): Speichert die Adresse des nächsten Befehls, der ausgeführt werden soll.
- Statusregister (Flags Register): Enthält Bits, die den Status einer Operation anzeigen (z.B. Überlauf, Nullergebnis, Vorzeichen).
- Datenregister: Allgemeine Register zur temporären Speicherung von Daten.
- Adressregister: Speichern Adressen für den Zugriff auf den Hauptspeicher.
Relevanz in der SPS-Programmierung:
Obwohl moderne SPS-Programmiersprachen (insbesondere höhere Sprachen wie Strukturierter Text) die direkte Arbeit mit Registern oft abstrahieren, ist das Konzept wichtig für das Verständnis der CPU-Funktionsweise und für die hardwarenahe Programmierung (z.B. in Anweisungsliste – AWL/IL):
- Performance: Die effiziente Nutzung von Registern ist entscheidend für die Ausführungsgeschwindigkeit des SPS-Programms und die Zykluszeit.
- Hardwarenahe Optimierung: Bei der Optimierung von sehr zeitkritischen Code-Abschnitten kann das Verständnis der Registerauslastung hilfreich sein.
- Fehlersuche: Bei der Fehlersuche auf niedriger Ebene oder bei Abstürzen kann die Analyse von Registerinhalten Aufschluss über die Fehlerursache geben.
- AWL/IL-Programmierung: In der Anweisungsliste werden Befehle oft direkt auf die Akkumulatoren oder andere Register bezogen.
Die Anzahl und Größe der Register variiert je nach CPU-Architektur und ist ein Faktor für die Leistungsfähigkeit des Prozessors.
→ Siehe auch: Akkumulator, CPU (Central Processing Unit), SPS, Speicher, Zykluszeit, AWL (Anweisungsliste)
