Cortex-M3异常处理深度解析与ARM7对比

本文档是一篇关于Cortex-M3学习的小结，主要关注于ARM Cortex-M3处理器的详细特性。文章首先介绍了Cortex-M3处理器的基本概念，它是ARM架构的一种轻量级内核，适用于嵌入式系统和微控制器。Cortex-M3的特点包括： 1. **汇编指令集**：Cortex-M3支持两种指令集，即16位的Thumb-1和32位的Thumb-2，后者提供了更高效的数据处理能力。 2. **AMBA总线**：它采用了AHB（Advanced High-Performance Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）两种总线标准，用于高效地连接片上组件和外部设备。 3. **流水线技术**：Cortex-M3采用了一级流水线设计，提高指令执行速度，但相比ARM7等较旧版本，流水线深度较浅，以适应功耗和复杂度的平衡。 4. **异常和中断**：异常是处理非预期事件的方式，如硬件故障或软件错误，Cortex-M3具有专门的异常向量表，中断处理程序执行在特权模式下，确保系统的安全性。 5. **与ARM7比较**：Cortex-M3在性能和能效方面有所提升，适合实时性和低功耗应用，但可能牺牲了部分复杂计算能力。 6. **操作模式与特权级别**：Cortex-M3支持线程模式和handler模式，线程模式下有用户级和特权级，而handler模式始终为特权级。复位后处理器默认进入线程模式加特权级。 7. **寄存器组**：R0-R15是通用寄存器，其中R0-R7常用于16位指令，而32位指令可访问全部通用寄存器。R13（堆栈指针）分为主堆栈指针（MSP）和进程堆栈指针（PSP），用于不同场景。 8. **R14连接寄存器（LR）**：用于保存函数调用的返回地址，确保程序控制流的正确性。 9. **程序计数器（PC）**：R15作为程序计数器，由于流水线的存在，其值会包含当前指令的地址偏移。 10. **特殊功能寄存器**：包括程序状态寄存器（PSR）等，用于控制处理器状态、中断管理等。 这篇文档深入探讨了Cortex-M3处理器的关键组成部分和工作原理，对于理解嵌入式系统开发和利用Cortex-M3平台进行编程具有重要意义。