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CortexM3微控制器概述.ppt

上传人:yzhfg888 2022/6/10 文件大小:1.14 MB

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文档介绍

文档介绍:Cortex M3微控制器概述
一、Cortex M3处理器的特点
ARM处理器系列。
CM3微控制器的特点。
CM3微控制器的开发方法。
ARM处理器系列
ARM在1990年成立,当初的名字是“Adva一来数据访问不再占用指令总线,从而提升了性能。
操作模式和特权极别
Cortex-M3处理器支持两种处理器的操作模式,还支持两级特权操作。
两种操作模式分别为:处理者模式(handler mode,以后不再把handler中译——译注)和线程模式(thread mode)。引入两个模式的本意,是用于区别普通应用程序的代码和异常服务例程的代码——包括中断服务例程的代码。
Cortex-M3的另一个侧面则是特权的分级——特权级和用户级。这可以提供一种存储器访问的保护机制,使得普通的用户程序代码不能意外地,甚至是恶意地执行涉及到要害的操作。处理器支持两种特权级,这也是一个基本的安全模型。
内建的嵌套向量中断控制器
Cortex-M3在内核水平上搭载了一颗中断控制器——嵌套向量中断控制器NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)。
NVIC提供如下的功能:
 可嵌套中断支持
 向量中断支持
 动态优先级调整支持
 中断延迟大大缩短
 中断可屏蔽
存储器映射
从图中可见,不像其它的ARM架构,它们的存储器映射由半导体厂家说了算,Cortex-M3预先定义好了“粗线条的”存储器映射。通过把片上外设的寄存器映射到外设区,就可以简单地以访问内存的方式来访问这些外设的寄存器,从而控制外设的工作。
中断和异常
虽然CM3是支持240个外中断的,但具体使用了多少个是由芯片生产商决定。CM3还有一个NMI(不可屏蔽中断)输入脚。当它被置为有效(assert)时,NMI服务例程会无条件地执行。
低功耗与高能效
首先,在节能模式上,它提供了睡眠模式和深度睡眠模式。芯片以及整个系统在设计时通过与内核的节能模式相呼应,就可以根据应用的要求,在空闲时降低功耗。第二,它精练的设计使得门数很低,并且在工作状态下电路的活动更少,所以CM3自己也是“身先士卒”地以身作则了。而且,由于CM3的程序代码密度高,程序容量也可以变得更少;同时,再加上它强大的性能减少了程序执行时间,使得系统能以最快的速度回到睡眠中,以削低对能源的用量。综上所述,Cortex-M3的能效要高于大多的8位或16位单片机。
复位序列
在离开复位状态后,CM3做的第一件事就是读取下列两个32位整数的值:
 从地址0x0000,0000处取出MSP的初始值。
 从地址0x0000,0004处取出PC的初始值——这个值是复位向量,LSB必须是1。然后从这个值所对应的地址处取指。
3. CM3微控制器的开发方法
选择一款Cortex-M3产品
对于大多数项目而言,单片机的功能和规格我们在选择时的首要考虑因素,例如:
1. 外设。对于大多数的项目,片载的外设是最重要的选择依据。外设也并非多多益善,因为它会影响到功耗和价格。
2. 存储器:CM3单片机的闪存可以少到几KB,多至几MB。此外,片内RAM的容量也是很重要的。这些参数往往对价格有重大的冲击。
3. 时钟速度:,也轻松上到100MHz。然而,因为存储器访问速度的限制,芯片厂商会降低最大主频。
4. 脚印:CM3单片机的封装也多种多样。很多CM3单片机的脚数都比较少,以使之更适合于低成本的应用中。
开发工具
在开始使用Cortex-M3之前,需要准备好一些开发工具,典型的如:
 编译器/汇编器:把C和汇编源程序转换成目标文件。几乎所有的C编译器套件都包含了对应的汇编器。
 指令系统模拟器:模拟指令的执行,用于在软件开发早期的调试。
 在线仿真器(ICE)或者调试探测器(probe):连接到电脑和目标板上的调试硬件,与目标板的接口通常是JTAG或SW。
 一块开发板。
 跟踪捕捉仪:可选的硬件设备和周边软件,可以用它来捕捉来自DWT以及ITM的输出,并且以可读的形式显示出来。
 嵌入式操作系统:在单片机上运行的操作系统。这也是一个可选件,许多简单的应用程序不需要操作系统。但是在开发复杂度较高或者有高性能指标的系统时,常常需要使用。
C编译器
嵌入式操作系统支持
使用GNU工具链开始Cortex-M3开发
KEIL RealView Microcontroller