ARM Cortex-M3 教程:USB协议中间层与数据包解析
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更新于2024-08-17
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"飓风行动---半天学会ARM Cortex-M3 课件"
ARM Cortex-M3是ARM公司推出的一种针对微控制器市场的32位处理器内核,它属于ARM Cortex系列中的M系列,专门针对低功耗和高性能的应用场景进行优化。Cortex-M3处理器的设计目标是取代传统的ARM7TDMI,提供更高的性能和更低的功耗。
Cortex-M3的主要特点包括:
1. **优化的单周期Flash**:Cortex-M3能够在一个时钟周期内完成对Flash的访问,提升了执行速度。
2. **快速中断控制器**:NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)提供了6个时钟周期内的中断响应,最多不超过12个时钟周期,显著提高了中断处理效率。
3. **单周期硬件乘法器和除法器**:内置的硬件乘法器和除法器使得计算性能得到提升。
4. **Thumb-2指令集**:Cortex-M3仅支持Thumb-2指令集,这是一种混合16/32位的指令集,无需模式切换,降低了代码大小并提高了执行效率。
5. **节能模式**:提供了三种睡眠模式以降低电源消耗。
6. **高级调试功能**:包括数据断点和软件断点,方便开发和调试。
7. **自动操作**:如读/修改/写操作可以在一个时钟周期内完成,提高了系统响应速度。
8. **高性能**:Cortex-M3的性能达到1.25 DMIPS/MHz,远超ARM7和ARM9。
与ARM7TDMI相比,Cortex-M3的优势在于:
- **无需汇编**:Cortex-M3的高效指令集使得开发者几乎可以完全使用高级语言进行编程,减少了对汇编的依赖。
- **Flash空间节省**:执行相同的C代码,Cortex-M3所需的Flash存储空间大约只有ARM7的一半。
- **执行速度更快**:在MCU控制应用中,Cortex-M3的执行速度可以比ARM7快2到4倍。
- **中断性能提升**:原始中断处理速度提高了约85%,中断处理更加迅速。
- **PID主循环**:在PID控制等循环任务中,Cortex-M3的执行速度提高了217%。
- **乘法运算强化**:涉及乘法的代码执行效率提高了294%。
Cortex-M系列的出现是为了满足不断发展的市场需求,它与旧的ARM7TDMI相比,提供了更为先进的中断控制器(NVIC),支持更多的中断源和32级中断优先级,确保了中断服务程序(ISR)的快速进入和确定性。此外,Cortex-M3的硬件堆栈和LSMs(Loop Start and Loop End)特性简化了中断和启动代码,进一步减少了对汇编语言的依赖,使得开发过程更加便捷。
ARM Cortex-M3处理器是微控制器领域的强大解决方案,它以其高效的指令集、快速的中断处理和低功耗特性,成为许多嵌入式系统设计的首选。
欧学东
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