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레지스터 프로그래밍(Register Programming)은 하드웨어의 레지스터에 직접 접근하여 기능을 제어하거나 데이터를 읽고 쓰는 프로그래밍 방식입니다. 주로 임베디드 시스템, 마이크로컨트롤러(MCU), 장치 드라이버, FPGA, 센서 제어 등에 사용됩니다.
🧠 1. 레지스터란?
- CPU나 주변 장치 내부에 있는 특정한 기능을 수행하는 메모리 주소
- 각 비트/바이트에 특정 기능이 할당되어 있음
예:
0x4000_1000번지 → GPIO 컨트롤 레지스터
Bit 0 = 출력 설정
Bit 1 = 입력 설정
Bit 2 = 핀 On/Off
🧩 2. 레지스터 프로그래밍 예시 (C 언어)
#define GPIO_CTRL (*(volatile unsigned int*)0x40001000)
void SetPinOutput()
{
GPIO_CTRL |= (1 << 0); // Bit 0: 출력 설정
}
0x40001000주소는 메모리 맵에 등록된 GPIO 제어 레지스터volatile: 컴파일러 최적화 방지 → 실제 하드웨어 상태 반영
⚙️ 3. 주요 목적
| 목적 | 예시 |
|---|---|
| 주변 장치 초기화 | SPI, UART, I2C 설정 |
| 센서 제어 | 온도 센서, 압력 센서 동작 제어 |
| 인터럽트 설정 | 인터럽트 허용/차단 레지스터 |
| 핀 설정 | GPIO 방향 설정, 출력 제어 |
| 전력 관리 | Sleep 모드 설정 레지스터 |
📡 4. C#과의 관계
C#은 일반적으로 하드웨어 레지스터에 직접 접근할 수 없습니다.
그러나 다음 환경에서 간접적으로 레지스터 프로그래밍이 가능합니다:
✅ [1] C#에서 P/Invoke + DLL 사용 (Win32 API 또는 드라이버)
- 디바이스 드라이버가 레지스터에 접근 → C#은 간접 제어
[DllImport("DeviceDriver.dll")]
public static extern void SetRegisterValue(int address, int value);
✅ [2] C# + 시리얼 통신으로 외부 MCU 제어 (ex: Arduino)
C#은 명령을 시리얼로 전송하고, MCU가 해당 명령으로 레지스터 제어 수행
serialPort.Write("SET GPIO 5 HIGH"); // C#
// Arduino 측
if (Serial.readString() == "SET GPIO 5 HIGH")
{
digitalWrite(5, HIGH); // 실제 레지스터 제어
}
🛠️ 5. 대표 레지스터 종류 (ARM Cortex-M 기준)
| 레지스터 이름 | 기능 |
|---|---|
GPIOx_MODER | 포트 입력/출력 모드 설정 |
USARTx_BRR | UART 보레이트 설정 |
RCC_AHB1ENR | 클럭 게이트 제어 |
NVIC_ISER | 인터럽트 활성화 |
✅ 요약
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| 정의 | 메모리 주소에 매핑된 하드웨어 제어 인터페이스 |
| 주 사용 분야 | MCU, 센서, 드라이버, 제어기 |
| 프로그래밍 방식 | C/C++ 직접 접근, C#은 간접 또는 중계 |
| C# 사용 가능 방법 | DLL 호출, 시리얼 통신, WinRT API 등 활용 |
🔚 결론
- 레지스터 프로그래밍은 하드웨어 제어의 핵심 기법이며, 주로 C 언어나 어셈블리에서 직접 수행합니다.
- C#은 직접적인 레지스터 제어는 어렵지만, 시리얼 통신이나 드라이버 연동을 통해 간접 제어가 가능합니다.
- 임베디드 시스템과 C#을 연결하려면 보통 C 기반 펌웨어와 C# 클라이언트가 협업 구조로 구성됩니다.
