ARM Cortex-M3:半天学会USB协议与飓风行动解析
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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 2010-12-18 02_47"
ARM Cortex-M3是ARM公司推出的嵌入式处理器,它属于Cortex系列,该系列处理器分为A、R、M三个子系列。Cortex-M3主要针对微控制器市场,设计时考虑了成本优化和高效的性能。它使用Thumb-2指令集,这是一种16/32位混合指令集,相比传统的ARM7,Cortex-M3在不需模式切换的情况下提供了更高的效率。
Cortex-M3处理器的特点包括:
1. 单周期Flash执行:优化的架构使得指令执行更为高效。
2. 快速中断控制器:NVIC(Nested Vector Interrupt Controller)可在6个时钟周期内响应中断,最多不超过12个时钟周期,显著提高了中断处理速度。
3. 单周期硬件乘法器和除法器:加速了数学运算。
4. 三种睡眠模式:有助于节省电源。
5. 高级调试功能:如数据断点和软件断点,方便开发和调试。
6. 自动操作:如读/修改/写操作,可在单个时钟周期内完成。
7. 强大的性能:与ARM7相比,Cortex-M3在1.25 DMIPS/MHz的性能下表现更优。
Cortex-M3相比于ARM7的优势:
1. 完全支持高级编程语言:开发过程中几乎不需要使用汇编语言。
2. 更小的闪存需求:Cortex-M3的代码密度更高,所需的Flash存储空间大约只有ARM7的一半。
3. 更高的执行速度:在MCU控制应用中,Cortex-M3的性能是ARM7的2到4倍。
4. 出色的中断处理:原始中断性能提高了85%,PID(进程控制)主循环快了217%,乘法加强代码快了294%。
Cortex-M系列处理器的设计理念是满足低功耗和高性能市场的需求,Cortex-M3作为这一系列的一员,旨在提供比传统的ARM7TDMI更好的性能和更低的能耗。ARM7TDMI虽然历史悠久且性能可靠,但随着技术的发展,用户对更高性能和更低功耗的要求推动了Cortex-M3的诞生。Cortex-M3引入了完整的NVIC中断控制器,解决了ARM7TDMI中断处理的局限性,如固定的硬件堆栈和对汇编代码的依赖,使得中断服务程序(ISRs)的执行更加确定和高效,且无需特殊汇编代码,大大简化了开发过程。
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