cortex m3权威指南设计

《cortex m3权威指南设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、实用标准文案第零章绪论阅读可以是一见主动的事，阅读越主动，效果越好。作为Cortex系列的处女作，为了让32位处理器坐庄单片机市场，CM3轰轰烈烈的诞生了！由于采用了最新的设计技术，它的门数更低，性能却更强。许多曾经只能求助于高级32位处理器或DSP的软件设计，都能在CM3跑得很快。嵌入式处理器市场正在32位化，相信用不了多久，CM3就一定会在这美丽新世界中脱颖而出，比当年8051推动整个业界还有过之而无不及，再次放飞工程师的梦想，让深埋于心多年的夙愿迎来dreamscometrue的激动！完整的基于CM3内核的MCU还需要很多其它组件。芯片制造商得到CM3内核的使用授权后，就可以把CM

2、3内核用在自己的硅片设计中，添加存储器、外设、I/0以及其它功能块。不同厂家设计出的单片机会有不同的配置，包括存储器容量、类型、外设等都各具特色。Thumb-2真不愧是一个突破性的指令集。它强大、易用、轻佻、高效。Thumb-2是16位Thumb指令集的一个超集，在Thumb-2中，16位指令首次与32位指令并存，结果在Thumb状态下可以做的事情一下子丰富了许多，同样工作需要的指令周期数也明显下降。Cortex-M3处理器的舞台●低成本单片机●汽车电子●数据通信●工业控制●消费类产品文档实用标准文案第一章Cortex-M3概览最淡的墨水也胜于最强的记忆1.1CM3是一个32位处理器内核

3、，内部数据路径是32位，寄存器是32位，存储器接口也是32位。CM3采用哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行不悖。这样一来，数据访问不再占用指令总线，从而提升了性能。为了实现这个特性，CM3内部含有好几条总线接口，每条都为自己的应用场合优化过，并且可以并行工作。但是，指令总线和数据总线共享同一个存储器空间（一个统一的存储器系统）。也就是说，不是因为有两条总线，可寻址空间就变成了8G。比较复杂的应用可能需要更多的存储系统功能，为此CM3提供了一个可选的MPU(存储器保护单元），而且在需要的情况下也可以使用外部的cache。另外在CM3中，小端模式和大端模式都是支

4、持的。1.2寄存器组●R0-R12：通用寄存器绝大多数16位Thumb指令只能访问R0-R7，而32位Thumb-2指令可以访问所有寄存器。●BankedR13：两个堆栈指针CM3拥有两个堆栈指针，然而是banked(应该是堆积、组合的意思),因此任意时刻只能使用其中的一个。①主堆栈指针（MSP）：复位后默认使用的堆栈指针，用于操作系统内核以及异常处理例程（包括中断服务例程）。②进程堆栈指针（PSP）：由用户的应用程序代码使用。堆栈指针的最低两位永远是0，这意味着堆栈总是4字节对齐的。在ARM编程领域中，凡是打断程序顺序执行的事件，都被称为异常（exception），如外部中断、或者当有

5、指令执行了“非法操作”、或者访问被禁的内存空间，因各种错误产生的fault、或者不可屏蔽的中断。在不严格的上下文中，异常与中断也可以混用。另外，程序代码也可以主动请求进入异常状态（常用于系统调用）。●R14:连接寄存器(LR)●R15：程序计数器(PC)●特殊功能寄存器CM3在内核水平上搭载了若干特殊功能寄存器，包括：①程序状态字寄存器组（PSR）②中断屏蔽寄存器组（PRIMASK,FAULTMASK,BASEPRI）③控制寄存器（CONTROL）1.3操作模式和特权级别Cortex-M3处理器支持两种处理器的操作模式，还支持两级特权操作。两种操作模式分别为处理者模式（handlermo

6、de）和线程模式（threadmode）。文档实用标准文案引入两种模式的本意，是用于区别普通应用程序的代码和异常服务例程的代码-包括中断服务例程的代码。两级特权操作分别为特权级和用户级。这可以提供存储器访问的保护机制，使得普通用户的程序代码不能意外地，甚至是恶意地执行涉及要害的操作。处理器支持两种特权级，这也是一个基本的安全模型。特权级用户级Handler模式错误的用法线程模式线程模式异常handler的代码主应用程序的代码Cortex-M3下的操作模式和特权级别在CM3运行主应用程序时（线程模式），既可以使用特权级，也可以使用用户级；但是异常服务例程必须在特权级下执行。复位后，处理器默

7、认进入线程模式，特权级访问。在特权级下，程序可以访问所有范围的存储器（如果有MPU，还要在MPU规定的禁地之外），并且可以执行所有指令。在特权级下的程序可以为所欲为，但也可能把子集给玩进去——切换到用户级。一旦进入用户级，再想回来就得走“法律程序”了——用户级的程序不能简单地试图改写CONTROL寄存器就回到特权级，而必须先“申诉”：执行一条系统调用指令（SVC），这回触发SVC异常，然后由异常服务例程（通常是操作系统的一部分）接管