Cortex-M3技术参考手册详解

"Cortex-M3 技术参考手册" Cortex-M3 是 ARM 公司设计的一款基于 ARMv7-M 架构的微处理器内核，适用于嵌入式应用，特别是那些对性能、功耗和成本有严格要求的领域。这份技术参考手册详细介绍了 Cortex-M3 的各个方面，包括其架构、编程模型、系统控制、存储器映射以及异常处理等关键概念。 1. **处理器概述**： - Cortex-M3 旨在提供高效的指令执行和低功耗特性，适合实时操作系统 (RTOS) 和微控制器应用。 - 内核由多个组件构成，包括处理器核心、嵌套向量中断控制器 (NVIC)、总线矩阵、快捕获中断控制器 (FPB)、数据流跟踪模块 (DWT)、集成调试模块 (ITM)、内存保护单元 (MPU)、嵌入式跟踪宏单元 (ETM)、跟踪端口接口单元 (TPIU)、软件/联合测试访问端口 (SW/JTAG-DP)。 2. **处理器组件**： - **NVIC** 负责管理和调度中断，支持优先级分组和抢占。 - **总线矩阵** 提供了处理器与外设之间数据传输的灵活路径。 - **FPB** 用于快速响应代码段的改变，提高程序的可调试性。 - **DWT** 和 **ITM** 支持高级调试功能，如性能分析和实时通信。 - **MPU** 保护存储器区域不受未经授权的访问。 - **ETM** 提供硬件级别的程序执行跟踪。 - **TPIU** 与调试接口配合，提供串行输出的追踪数据。 - **SW/JTAG-DP** 为软件调试提供了接口。 3. **编程模型**： - 描述了处理器的工作模式（如线程模式和处理机模式）、工作状态（如THUMB和ARM状态），以及特权级别和用户访问权限的区别。 - 通用寄存器包括 R0 到 R15，其中 R13 作为主堆栈指针，R14 作为链接寄存器，R15 作为程序计数器。 - xPSR（扩展程序状态寄存器）保存程序状态信息，如条件码、中断禁止标志等。 - 存储器格式和指令集包括 THUMB-2 指令集，它提供了一种高效的小型编码格式。 4. **系统控制**： - 展示了各个处理器寄存器的功能，包括 NVIC 寄存器、调试寄存器、存储器保护单元寄存器等，这些寄存器用于配置和监控处理器行为。 5. **存储器映射**： - 介绍了位带操作，允许直接对单个位进行读写，简化了位级操作的编程。 - ROM 存储器表用于存放固件和其他程序代码。 6. **异常处理**： - 异常模型涵盖了各种类型的异常，如中断、故障和事件。 - 异常优先级管理决定了处理器如何响应多个同时发生的中断。 - 复位处理包括复位向量表和启动顺序，确保系统在上电或复位后正确初始化。 该手册为开发者提供了深入理解 Cortex-M3 内核所需的详细信息，无论是硬件设计人员还是软件开发人员，都能从中受益，以便更有效地利用 Cortex-M3 架构进行系统设计和程序编写。