Cortex-M3基础：查询法优缺点与处理器寄存器解析

"本文主要介绍了查询法的优缺点及其在Cortex-M3微处理器中的应用，同时概述了Cortex-M3的基础知识，包括处理器架构、寄存器组、异常和中断处理、操作模式等核心概念。" 在嵌入式系统中，查询法是一种常见的中断处理机制。查询法的主要优点在于其硬件实现相对简单，通过软件编程即可改变中断源的优先级顺序，不需要对硬件进行额外的改动。然而，这种方法的缺点也很明显，它响应中断的速度较慢，可能导致实时性较差。特别是当系统中有多个中断源时，CPU需要逐个检查中断请求，这会延长从CPU响应中断到进入中断服务的时间，影响系统的整体性能。此外，查询过程会占用CPU的时间，降低其工作效率。 Cortex-M3是一款32位的微处理器内核，其设计基于哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，允许取指和数据访问同时进行，提高了系统性能。Cortex-M3的寄存器组包括R0-R15，其中R0-R12为通用寄存器，主要用于数据运算；R13作为堆栈指针，有主堆栈指针（MSP）和进程堆栈指针（PSP）两种，分别用于系统异常处理和用户应用程序；R14作为连接寄存器，保存子程序返回地址，提高调用效率；R15则是程序计数器，指示当前执行的程序地址。 特殊功能寄存器如PSRs（程序状态字寄存器）包含了应用程序状态、中断号和执行状态的信息，可以单独或组合访问。中断屏蔽寄存器如PRIMASK和FAULTMASK则用于控制中断的屏蔽，而CONTROL寄存器则用于控制处理器的操作模式和权限级别。 在Cortex-M3中，异常和中断处理是一个关键部分。处理器提供了多种异常模式，如复位、中断、预取指错误等，每个模式都有不同的特权级别，用于保护系统的关键操作。此外，Cortex-M3还支持中断嵌套，允许在处理中断的同时响应新的中断请求，增强了系统的灵活性。 理解查询法的优缺点以及Cortex-M3的基础知识对于开发和优化嵌入式系统至关重要，尤其是在需要高效实时响应和资源有限的环境中。开发者需要根据具体应用场景权衡各种因素，选择合适的中断处理策略，并充分利用Cortex-M3的硬件特性来提升系统性能。