Cortex-M3/M4/M7处理器故障异常处理详解

"这篇文档是Keil公司关于Cortex-M3/M4/M7处理器HardFault异常的官方教程，适用于MDK开发环境。该文档详细解释了Cortex-M系列处理器中的故障异常模型，从程序员的角度出发，阐述了这些异常在软件开发周期中的应用，并提供了一个HardFault处理例程，用于报告底层故障信息。" Cortex-M处理器系列由ARM公司设计，广泛应用于微控制器领域。它们引入了一种高效异常模型，能够捕获非法内存访问和多种错误程序条件。这份文档主要涵盖了以下知识点： 1. **异常模型**：Cortex-M处理器的异常模型旨在快速响应错误情况，如非法指令、硬件中断和各种类型的故障。 2. **HardFault异常**：HardFault是最高等级的异常，通常在其他所有异常处理失败时触发，用于捕获系统中严重错误，例如栈溢出、数据对齐错误或未定义的指令执行。 3. **异常优先级**：异常有各自的优先级，部分异常可以被更高优先级的异常中断，这称为优先级抢占。文档中详细解释了如何管理和设置异常优先级。 4. **故障类型**：包括BusFault（总线错误）、MemoryManagementFault（内存管理错误）和UsageFault（使用错误）等，每种故障都有其特定的触发条件和处理方式。 5. **故障异常寄存器**：这些寄存器记录了发生故障时的系统状态，如BFAR（Bus Fault Address Register）记录了导致Bus Fault的地址，MMFAR（Memory Management Fault Address Register）记录了Memory Management Fault的地址。 6. **控制寄存器**：如Control Register (CCR)、System Handler Priority Register (SHP) 和 System Handler Control and State Register (SHCSR)。这些寄存器用于配置和控制故障处理，包括启用或禁用特定的故障异常，以及设置其优先级。 7. **故障处理例程**：文档提供了一个HardFault处理程序的示例，该例程在HardFault发生时运行，帮助开发者诊断问题，通过读取异常寄存器获取故障信息，如异常源、故障地址等。 此文档对于使用Keil MDK进行Cortex-M系列微控制器开发的工程师来说，是理解和解决故障问题的重要参考资料，它可以帮助开发者有效地调试和优化代码，提高系统的稳定性和可靠性。