半天掌握ARM Cortex-M3：TI Stellaris M3处理器解析

"飓风行动---半天学会ARM Cortex-M3 课件 2010-12-18 02_47" ARM Cortex-M3是ARM公司推出的微控制器专用处理器内核，属于其Cortex系列的一员。该系列处理器旨在针对特定应用市场和性能要求，分为A系列、R系列和M系列。Cortex-A系列适用于运行复杂操作系统的应用处理器，支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集；Cortex-R系列则面向实时操作系统，同样支持这三种指令集；而Cortex-M系列则专为嵌入式应用设计，注重成本优化，仅支持Thumb-2指令集。 Cortex-M3处理器的核心特性包括优化的单周期Flash存储访问，这使得数据读取更为迅速。它拥有一个快速且精确的中断控制器，能在6个时钟周期内响应，最多不超过12个时钟周期。此外，Cortex-M3内建单周期硬件乘法器和除法器，极大地提升了运算效率。采用Thumb-2混合16/32位指令集，无需模式切换，降低了指令执行的复杂性。它还提供了三种睡眠模式以降低电源消耗，并具备高级调试功能，如数据断点和软件断点，便于开发者进行问题定位和优化。Cortex-M3的另一个显著优势是其高能效，1.25 DMIPS/MHz的性能超越了ARM7和ARM9。 与传统的ARM7TDMI相比，Cortex-M3在多个方面展现出优越性。Cortex-M3完全支持高级编程语言，无需使用汇编语言，这降低了开发难度并提高了代码可读性。同时，Cortex-M3所需的Flash空间仅为ARM7的一半左右，而在MCU控制应用程序上，其运行速度可提升2到4倍。在中断处理方面，Cortex-M3的原始中断性能比ARM7快85%，PID主循环速度快217%，乘法加强代码的执行速度快294%。 Cortex-M3的中断控制器是另一个显著改进，它引入了完整的Nested Vector Interrupt Controller (NVIC)，可以处理多达240个中断，具有32级中断优先级，确保了中断服务程序(ISRs)的快速响应。相比于ARM7TDMI，Cortex-M3的中断进入时间是确定的，仅需6个时钟周期，且使用硬件堆栈，实现中断服务程序的快速恢复，避免了特殊汇编代码的需求，简化了开发流程。 ARM Cortex-M3是针对嵌入式市场精心设计的处理器，其高性能、低功耗和易于编程的特点，使其成为许多嵌入式系统设计的理想选择，特别是在微控制器应用中。从ARM7TDMI的演进来看，Cortex-M3充分体现了技术的进步，满足了用户对更高性能、更低功耗和更简单开发流程的需求。