地址寄存器

地址寄存器（Address Register,AR）用來保存當前CPU所訪問的內存單元的地址。由於在內存和CPU之間存在着操作速度上的差別，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到內存的讀/寫操作完成為止。 ^[1]  數據寄存器DR用來暫存微處理器與存儲器或輸人/輸出接口電路之間待傳送的數據。地址寄存器AR和數據寄存器DR在微處理器的內部總線和外部總線之間，還起着隔離和緩衝的作用。

地址寄存器採用單純的寄存器結構。在對主存或I/O端口進行訪問時，地址寄存器存放當前訪問的地址，數據緩衝器實現數據的緩衝。CPU通過修改地址寄存器中的值，就可訪問不同的存儲器單元及不同的I/O端口。 ^[2] 

地址寄存器可用LPM庫中的元件lpm_latch鎖存器來完成。圖是地址寄存器的結構圖。地址寄存器的數據寬度應當與程序計數器的數據寬度一致。data[7…0]是地址寄存器的數據輸入端，q[7…0]是地址寄存器的數據輸出端，gate是地址鎖存器的控制端。gate的作用是當鎖存控制脈衝到來時，高電平時數據進入鎖存器，低電平時鎖存數據，保持輸出數據穩定不變。 ^[3] 

當CPU和內存進行信息交換，即CPU向內存存/取數據時，或者CPU從內存中讀出指令時，都要使用地址寄存器和數據緩衝寄存器。同樣，如果我們把外圍設備的設備地址作為像內存的地址單元那樣來看待，那麼，當CPU和外圍設備交換信息時，我們同樣使用 地址寄存器和數據緩衝寄存器。

地址寄存器的結構和數據緩衝寄存器、指令寄存器一樣，通常使用單純的寄存器結構。信息的存入一般採用電位-脈衝方式，即電位輸入端對應數據信息位，脈衝輸入端對應控制信號，在控制信號作用下，瞬時地將信息打入寄存器。

8086有8個16比特的寄存器，包括棧寄存器SP與BP，但不包括指令寄存器IP、控制寄存器FLAGS以及四個段寄存器。AX, BX, CX, DX,這四個寄存器可以按照字節訪問；但BP, SI, DI, SP,這四個地址寄存器只能按照16位寬訪問。 ^[2] 

8086以8080和8085（它與8080有彙編語言上的源代碼兼容性）的設計為基礎，擁有類似的暫存器集合，但是擴充為16位。總線接口單元（Bus Interface Unit）通過6字節預存（prefetch）的貯列（queue）將指令送給運行單元（Execution Unit），所以取指令和運行是同步的－一種流水線的原始形式（8086指令長度變化從1到6字節）。 ^[2] 

8086有四個完全一樣的16位暫存器，但也能夠當作八個8位暫存器來訪問；以及四個16位變址寄存器（包含堆棧索引）。數據暫存器通常由指令隱含地使用，針對暫存值需要複雜的暫存器配置。它提供64K 8位的輸出輸入（或32K 16位）端口，以及固定的矢量中斷。大部分的指令只能夠訪問一個存儲器地址，所以其中一個運算符必須是一個暫存器。運算結果會存儲在運算符中的一個。 ^[2] 

64-bit地址寄存器可存儲2個地址，存儲器的基本單位是Byte，換言之最大支持16EiB存儲器，1EiB則相等於1024GiB。但是，現在的64-bit CPU並沒有64位地址總線。 ^[2]