Cortex-M3处理器唤醒机制：WFI与WFE深度解析

"Cortex-M3微处理器的WFI/WFE指令使用及唤醒机制，以及处理器的内核特性、操作模式、寄存器组和异常中断处理的概述" 在Cortex-M3微处理器中，WFI（Wait For Interrupt）和WFE（Wait For Event）是两种用于节能的指令，它们可以让处理器进入低功耗状态。WFI指令通常在中断服务例程中使用，当执行WFI时，处理器会进入等待中断的状态，直到有优先级高于当前执行上下文的中断发生或者被PRIMASK掩蔽的中断被触发。如果PRIMASK标志位被设置，即使中断发生，处理器也会唤醒，但不会执行中断服务例程。相比之下，WFE指令更依赖于事件的发生，无论中断优先级和掩蔽情况如何，只要SEVONPEND标志位被设置，处理器就会被任何事件唤醒，执行中断服务例程的规则与WFI相同。 Cortex-M3是ARM公司推出的基于ARMv7-M架构的一种嵌入式处理器，它广泛应用于LPC1768和STM32等微控制器中。该处理器具有以下特点： 1. **操作模式和特权级别**：Cortex-M3有线程模式和处理模式两种操作模式，线程模式可以运行在用户或特权级别，而处理模式始终是特权级别的。处理器在复位后默认进入线程模式且为特权级。 2. **寄存器组**：Cortex-M3包含16个通用寄存器R0-R15和一些特殊功能寄存器。通用寄存器R0-R12用于大多数计算任务，R13作为堆栈指针，分为主堆栈指针（MSP）和进程堆栈指针（PSP），R14是连接寄存器（LR），用于存储子程序返回地址，而R15则是程序计数器（PC）。 3. **流水线技术**：Cortex-M3采用了指令流水线技术，提高了处理器的执行效率，读取PC时返回的是当前指令地址加4，预示着下一条指令的位置。 4. **异常和中断**：Cortex-M3处理异常和中断的方式是通过异常向量表，不同类型的异常具有不同的优先级，中断处理受BASEPRI和PRIMASK寄存器控制，可以进行中断屏蔽。 5. **AMBA总线**：Cortex-M3通常与Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA)接口配合，如AHB（Advanced High-performance Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus），用于处理器与外设之间的通信。 6. **与ARM7的比较**：相对于传统的ARM7架构，Cortex-M3提供了更高效的Thumb-2指令集，增强了硬件中断处理能力，同时优化了内存访问和能效。 了解这些基本概念对于开发基于Cortex-M3的嵌入式系统至关重要，它们帮助开发者更好地理解和利用处理器的性能，实现高效、节能的系统设计。