为什么是 24 位寄存器？答案

【问题标题】：Why 24 bits registers?为什么是 24 位寄存器？
【发布时间】：2011-01-20 01:40:26
【问题描述】：

在我的工作中，我处理不同的微控制器、微处理器和 DSP 处理器。其中许多具有 24 位寄存器和计数器。

我知道如何使用它们，这不是我的问题。

我的问题是为什么他们有 24 位寄存器！为什么不让它成为 32 位？据我所知，这不是大小问题，因为寄存器已经是 32 位，但最大为 0xFFFFFF。

这是否提供了更简单的硬件实现？更快的计算？还是只是“嗯，让我们放 24 位寄存器让程序员的工作更难”？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

我的猜测是大多数 DSP 应用程序根本不需要 32 位。数字音频最常使用 24 位保真度。实现 32 位需要更多的晶体管，因此会导致更高的成本。

为什么 32 位对程序员来说更容易？

此外，您声明寄存器的最大值为 0xFFFFFF，这使得它们根据定义是 24 位，而不是您建议的 32 位。

【讨论】：

我认为您可能是对的（尽管听到明确的答案会很有趣）。查看 Wikipedia 表明 24 位是更自然的大小，这取决于处理速度和/或与输入信号频率的关系，这足以用于高端音频采样。
好点。我有点忘了它也可能很有趣为什么数字音频最多使用 24 位:)
手册说它是 32 位，最多 8 位总是为零。使用 32 位更容易，因为通用寄存器是 32 位的。例如，当您将 24 位寄存器中的值读取到变量中时。对此变量执行的操作将在 32 位中发生。这意味着需要额外的代码来处理溢出。

【解决方案2】：

8/16/32/64 位没有特别的原因。有 24 位 DSP、18 位 PIC、36 位 PDP……每个位都需要时间、金钱和功率，因此拥有足够的位就足够了。没必要做太多。看看原来有 20 条地址线的 PC，尽管内存指针可能高达 32 位。

【讨论】：

18 位 PIC（或 12、14 ..）仅仅是因为内存（所有片上）更小（寄存器大小不匹配）。 PDP 仅使用 6（字符大小）和 3（使用八进制时的数字大小）的倍数。现在 8 的倍数更常见，这正是 24 位方便的原因。 8086 上的地址实际上是 20 位的；但由于这不适合任何寄存器，他们使用段寄存器 - 将它们与 PIC 上的页面选择寄存器进行比较。 32 位处理器往往具有足够宽的寄存器，因此不需要此类地址空间扩展。

【解决方案3】：

根据 Tomas 的回答，一些 DSP 具有寄存器模式，其中溢出将值锁定在最高状态。如果数据是 24 位并且它翻转到第 25 位，它应该锁定在那里，而不是在 32 位翻转。

【讨论】：

【解决方案4】：

对于音频，您通常需要 16 位输出。由于您在处理过程中失去了一些精度，因此他们选择了一个比 16 位大一些的合理尺寸，而恰好是 24 位。

不使用全 32 位的原因是这需要更多的硬件，尤其是乘法。

【讨论】：