首先，在學(xué)習(xí)Cortex-M3時(shí)，我們必須要知道必要的縮略語。

整理如下：

AMBA:先進(jìn)單片機(jī)總線架構(gòu) ADK:AMBA設(shè)計(jì)套件AHB：先進(jìn)高性能總線 AHB-AP：AHB訪問端口APB：先進(jìn)外設(shè)總線 ARM ARM：ARM架構(gòu)參考手冊ASIC：行業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｓ?a target="_blank">集成電路 ATB ：先進(jìn)跟蹤總線

BE8：字節(jié)不變式大端模式 CPI：每條指令的周期數(shù)

DAP：調(diào)試訪問端口 DSP：數(shù)字信號(hào)處理（器）DWT：數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)及跟蹤 ETM：嵌入式跟蹤宏單元FPB：閃存地址重載及斷點(diǎn) FSR：fault狀態(tài)寄存器

HTM：Core Sight AHB跟蹤宏單元ICE：在線仿真器 IDE：集成開發(fā)環(huán)境

IRQ：中斷請求（通常是外中斷請求）ISA：指令系統(tǒng)架構(gòu) ISR：中斷服務(wù)例程ITM：儀器化跟蹤宏單元

JTAG：連接點(diǎn)測試行動(dòng)組（一個(gè)關(guān)于測試和調(diào)試接口的標(biāo)準(zhǔn)）LR：連接寄存器

LSB：最低有效位

MSB：最高有效位LSU：加載存儲(chǔ)單元MCU：微控制器單元

MPU：存儲(chǔ)器保護(hù)單元

MMU：存儲(chǔ)器管理單元MSP：主堆棧指針NMI：不可屏蔽中斷NVIC：嵌套向量中斷控制器PC：程序計(jì)數(shù)器PPB：私有外設(shè)總線

Cortex-M3芯片簡介

1、芯片的基本結(jié)構(gòu)如下圖

2、關(guān)于ARMv7的知識(shí)了解

在這個(gè)版本中，內(nèi)核架構(gòu)首次從單一款式變成3種款式。

款式A：設(shè)計(jì)用于高性能的“開放應(yīng)用平臺(tái)”——越來越接近電腦了

款式R：用于高端的嵌入式系統(tǒng)，尤其是那些帶有實(shí)時(shí)要求的——又要快又要實(shí)時(shí)。

款式M：用于深度嵌入的，單片機(jī)風(fēng)格的系統(tǒng)中。

介紹A:用于高性能的“開放應(yīng)用平臺(tái)”，應(yīng)用在那些需要運(yùn)行復(fù)雜應(yīng)用程序的處理器。支持大型嵌入式操作系統(tǒng)。

R:用于高端的嵌入式系統(tǒng)，要求實(shí)時(shí)性的。

M:用于深度嵌入的、單片機(jī)風(fēng)格的系統(tǒng)中。

3、Cortex-M3處理器的舞臺(tái)

高性能+高代碼密度+小硅片面積，使得CM3大面積地成為理想的處理平臺(tái)，主要應(yīng)用在以下領(lǐng)域：

（1）低成本單片機(jī)（2）汽車電子（3）數(shù)據(jù)通信（4）工業(yè)控制（5）消費(fèi)類電子產(chǎn)品

4、Cortex-M3的簡化圖

5、寄存器組

處理器擁有R0-R15的寄存器組，其中R13最為堆棧指針SP,SP有兩個(gè)，但是同一時(shí)刻只能有一個(gè)可以看到，這就是所謂的“banked”寄存器。

a、R0-R12都是 32位通用寄存器，用于數(shù)據(jù)操作。但是注意：絕大多數(shù) 16位Thumb指令只能訪問R0-R7，而 32位 Thumb-2指令可以訪問所有寄存器。

b、Cortex-M3擁有兩個(gè)堆棧指針，然而它們是 banked，因此任一時(shí)刻只能使用其中的一個(gè)。

6、Cortex-M3的簡評(píng)

a、高性能

許多指令都是單周期的——包括乘法相關(guān)指令。并且從整體性能上，Cortex-M3比得過絕大多數(shù)其它的架構(gòu)。

指令總線和數(shù)據(jù)總線被分開，取值和訪內(nèi)可以并行不悖 。

Thumb-2的到來告別了狀態(tài)切換的舊世代，再也不需要花時(shí)間來切換于 32位 ARM狀態(tài)和16位Thumb狀態(tài)之間了。這簡化了軟件開發(fā)和代碼維護(hù)，使產(chǎn)品面市更快。

Thumb-2指令集為編程帶來了更多的靈活性。許多數(shù)據(jù)操作現(xiàn)在能用更短的代碼搞定，這意味著 Cortex-M3的代碼密度更高，也就對(duì)存儲(chǔ)器的需求更少。

取指都按 32位處理。同一周期最多可以取出兩條指令，留下了更多的帶寬給數(shù)據(jù)傳輸。

Cortex-M3的設(shè)計(jì)允許單片機(jī)高頻運(yùn)行（現(xiàn)代半導(dǎo)體制造技術(shù)能保證 100MHz以上的速度）即使在相同的速度下運(yùn)行，CM3的每指令周期數(shù)(CPI)也更低，于是同樣的 MHz下可以做更多的工作；另一方面，也使同一個(gè)應(yīng)用在 CM3上需要更低的主頻。

b、先進(jìn)的中斷處理功能

內(nèi)建的嵌套向量中斷控制器支持240條外部中斷輸入。向量化的中斷功能大大減少了中斷延遲，因?yàn)椴辉谛枰浖ヅ袛嘀袛嘣?。中斷的嵌套也是在硬件水平上?shí)現(xiàn)的，不需要軟件代碼來實(shí)現(xiàn)。

Cortex-M3在進(jìn)入異常服務(wù)例程時(shí)，自動(dòng)壓棧了 R0-R3, R12, LR, PSR 和PC，并且在返回時(shí)自動(dòng)彈出它們，這多清爽！既加速了中斷的響應(yīng)，也再不需要匯編語言代碼了

NVIC支持對(duì)每一路中斷設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，使得中斷管理極富彈性。最粗線條的實(shí)現(xiàn)也至少要支持 8級(jí)優(yōu)先級(jí)，而且還能動(dòng)態(tài)地被修改。

優(yōu)化中斷響應(yīng)還有兩招，它們分別是“咬尾中斷機(jī)制”和“晚到中斷機(jī)制”。

有些需要較多周期才能執(zhí)行完的指令，是可以被中斷－繼續(xù)的——就好比它們是一串指令一樣。

這些指令包括加載多個(gè)寄存器（LDM），存儲(chǔ)多個(gè)寄存器（STM），多個(gè)寄存器參與的PUSH，以及多個(gè)寄存器參與的 POP。

除非系統(tǒng)被徹底地鎖定，NMI（不可屏蔽中斷）會(huì)在收到請求的第一時(shí)間予以響應(yīng)。對(duì)很多安全-關(guān)鍵(safety-critical)的應(yīng)用，NMI都是必不可少的（如化學(xué)反應(yīng)即將失控時(shí)的緊急停機(jī)）。

通過上面我們可以很容易理解STM32的一些基本知識(shí)和結(jié)構(gòu)，為學(xué)習(xí)STM32打好了基礎(chǔ)...