Cortex-M3异常处理详解：史上最全测试用例设计

"Cortex-M3权威指南-系统异常清单与测试用例设计" 在嵌入式系统开发中，理解和处理异常是至关重要的。Cortex-M3处理器是ARM公司推出的一款微控制器内核，广泛应用于各种低功耗、高性能的嵌入式应用。本资源主要聚焦于Cortex-M3处理器的系统异常清单，这是测试用例设计的重要参考。 系统异常清单如表7.1所示，列出了15种不同的异常类型，按照优先级排列，从复位（最高优先级）到SysTick（最低优先级）。这些异常代表了处理器在执行过程中可能遇到的各种错误和事件，需要通过测试用例来确保系统能够正确响应和恢复。 1. **复位(-3)**：这是所有程序执行的起点，通常由硬件启动信号触发，用于初始化系统。 2. **NMI(-2)**：不可屏蔽中断，优先级仅次于复位，用于处理紧急情况，比如硬件故障。 3. **硬fault(-1)**：当其他被禁用的fault发生时，系统会触发硬fault，用于处理未预期的软件或硬件错误。 4. **MemManage fault**：与内存管理相关的问题，如非法的存储器访问或MPU（Memory Protection Unit）违规。 5. **总线fault**：发生在总线操作中，如预取流产、数据流产或协处理器访问错误。 6. **用法Fault**：由无效指令或非法状态转换（如非法的ARM状态切换）引起，表示编程错误。 7-10 和13：这些异常预留，未详细定义。 8. **SVCall(-11)**：系统服务调用，用于执行操作系统服务或中断。 9. **调试监视器(-12)**：与调试活动相关，如断点、数据观察点或外部调试请求。 10. **PendSV(-14)**：可挂起的系统请求，常用于任务调度或堆栈切换。 11. **SysTick(-15)**：系统滴答定时器，周期性溢出的时基定时器，用于实现周期性任务或超时。 设计测试用例时，需要覆盖这些异常情况，确保系统在遇到异常时能够正常响应，不会导致程序崩溃或数据丢失。例如，应设计用例测试内存访问错误，验证MemManage fault处理机制是否有效；对于总线fault，应测试不同类型的总线错误并确保异常处理程序能够捕获和恢复。此外，还要考虑如何在硬fault情况下安全地恢复系统，以及调试监视器是否能够正确触发和处理调试事件。 在编写测试用例时，需结合Cortex-M3处理器的异常模型和中断服务例程(ISR)来确保全面性和准确性。测试用例设计应涵盖所有可能触发异常的情况，同时考虑到异常处理的优先级和嵌套。这将有助于确保系统的健壮性和可靠性，防止因未预见的异常而导致的系统崩溃。