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一文读懂Cortex-M3处理器

2024-03-11数码

Cortex-M3处理器结构是一种基于ARMv7架构的32位嵌入式内核,它具有以下特点和组成部分:

  • 它采用哈佛结构,拥有独立的指令总线和数据总线,可以实现取指和数据访问的并行。
  • 它支持小端模式和大端模式,可以根据不同的应用需求选择数据存储的方式。
  • 它只使用Thumb-2指令集,它是一种混合了16位和32位指令的指令集,可以提高代码密度和处理性能。
  • 它有16个32位通用寄存器,其中R0-R12用于数据操作,R13用于堆栈指针,R14用于连接寄存器,R15用于程序计数器。它还有一些特殊功能寄存器,如程序状态字寄存器、中断屏蔽寄存器和控制寄存器。
  • 它有一个嵌套向量中断控制器(NVIC),它支持240个外部中断和11个内部异常源,可以赋予不同的优先级,并实现可嵌套中断的支持。它还有一个不可屏蔽中断(NMI)输入脚,用于处理紧急或重要的任务。
  • 它有一个存储器保护单元(MPU),它可以管理CPU对存储器的访问,防止任务意外破坏其他任务所使用的存储器或资源。MPU是可选的,如果应用不需要则可以绕过。
  • 它有一个存储器映射单元(MMU),它将4GB的存储空间划分为不同的区域,如代码区、片上SRAM区、片上外设区、片外RAM区、片外外设区和私有外设区。它预先定义了这些区域的地址范围和属性,方便开发者访问这些区域。
  • 它有多个总线接口,如指令存储区总线、系统总线和私有外设总线,用于连接内核与存储器和外设。它还支持AMBA AHB-lite协议,方便与其他ARM组件进行互联。
  • 它有丰富的调试支持功能,如程序执行控制、断点和观察点、寄存器和存储器访问、性能监测和跟踪机制等。它还支持JTAG和SWD两种调试协议。