2022年12月20日 | 想要从STM32小白成为达人，这些知识你必须知道

首先，在学习Cortex-M3时，我们必须要知道必要的缩略语。

整理如下：

AMBA:先进单片机总线架构 ADK:AMBA设计套件

AHB：先进高性能总线 AHB-AP：AHB访问端口

APB：先进外设总线 ARM ARM：ARM架构参考手册

ASIC：行业领域专用集成电路 ATB ：先进跟踪总线

BE8：字节不变式大端模式 CPI：每条指令的周期数

DAP：调试访问端口 DSP：数字信号处理（器）

DWT：数据观察点及跟踪 ETM：嵌入式跟踪宏单元

FPB：闪存地址重载及断点 FSR：fault状态寄存器

HTM：Core Sight AHB跟踪宏单元

ICE：在线仿真器 IDE：集成开发环境

IRQ：中断请求（通常是外中断请求）

ISA：指令系统架构 ISR：中断服务例程

ITM：仪器化跟踪宏单元

JTAG：连接点测试行动组（一个关于测试和调试接口的标准）

LR：连接寄存器

LSB：最低有效位

MSB：最高有效位

LSU：加载存储单元

MCU：微控制器单元

MPU：存储器保护单元

MMU：存储器管理单元

MSP：主堆栈指针

NMI：不可屏蔽中断

NVIC：嵌套向量中断控制器

PC：程序计数器

PPB：私有外设总线

Cortex-M3芯片简介

1、芯片的基本结构如下图

2、关于ARMv7的知识了解

在这个版本中，内核架构首次从单一款式变成3种款式。

款式A：设计用于高性能的“开放应用平台”——越来越接近电脑了

款式R：用于高端的嵌入式系统，尤其是那些带有实时要求的——又要快又要实时。

款式M：用于深度嵌入的，单片机风格的系统中。

介绍A:用于高性能的“开放应用平台”，应用在那些需要运行复杂应用程序的处理器。支持大型嵌入式操作系统。

R:用于高端的嵌入式系统，要求实时性的。

M:用于深度嵌入的、单片机风格的系统中。

3、Cortex-M3处理器的舞台

高性能+高代码密度+小硅片面积，使得CM3大面积地成为理想的处理平台，主要应用在以下领域：

（1）低成本单片机

（2）汽车电子

（3）数据通信

（4）工业控制

（5）消费类电子产品

4、Cortex-M3的简化图

5、寄存器组

处理器拥有R0-R15的寄存器组，其中R13最为堆栈指针SP,SP有两个，但是同一时刻只能有一个可以看到，这就是所谓的“banked”寄存器。

a、R0-R12都是 32位通用寄存器，用于数据操作。但是注意：绝大多数 16位Thumb指令只能访问R0-R7，而 32位 Thumb-2指令可以访问所有寄存器。

b、Cortex-M3拥有两个堆栈指针，然而它们是 banked，因此任一时刻只能使用其中的一个。

6、Cortex-M3的简评

a、高性能

许多指令都是单周期的——包括乘法相关指令。并且从整体性能上，Cortex-M3比得过绝大多数其它的架构。

指令总线和数据总线被分开，取值和访内可以并行不悖 。

Thumb-2的到来告别了状态切换的旧世代，再也不需要花时间来切换于 32位 ARM状态和16位Thumb状态之间了。这简化了软件开发和代码维护，使产品面市更快。

Thumb-2指令集为编程带来了更多的灵活性。许多数据操作现在能用更短的代码搞定，这意味着 Cortex-M3的代码密度更高，也就对存储器的需求更少。

取指都按 32位处理。同一周期最多可以取出两条指令，留下了更多的带宽给数据传输。

Cortex-M3的设计允许单片机高频运行（现代半导体制造技术能保证 100MHz以上的速度）即使在相同的速度下运行，CM3的每指令周期数(CPI)也更低，于是同样的 MHz下可以做更多的工作；另一方面，也使同一个应用在 CM3上需要更低的主频。

b、先进的中断处理功能

内建的嵌套向量中断控制器支持240条外部中断输入。向量化的中断功能大大减少了中断延迟，因为不在需要软件去判断中断源。中断的嵌套也是在硬件水平上实现的，不需要软件代码来实现。

Cortex-M3在进入异常服务例程时，自动压栈了 R0-R3, R12, LR, PSR 和PC，并且在返回时自动弹出它们，这多清爽！既加速了中断的响应，也再不需要汇编语言代码了

NVIC支持对每一路中断设置不同的优先级，使得中断管理极富弹性。最粗线条的实现也至少要支持 8级优先级，而且还能动态地被修改。

优化中断响应还有两招，它们分别是“咬尾中断机制”和“晚到中断机制”。

有些需要较多周期才能执行完的指令，是可以被中断－继续的——就好比它们是一串指令一样。

这些指令包括加载多个寄存器（LDM），存储多个寄存器（STM），多个寄存器参与的PUSH，以及多个寄存器参与的 POP。

除非系统被彻底地锁定，NMI（不可屏蔽中断）会在收到请求的第一时间予以响应。对很多安全-关键(safety-critical)的应用，NMI都是必不可少的（如化学反应即将失控时的紧急停机）。

通过上面我们可以很容易理解STM32的一些基本知识和结构，为学习STM32打好了基础...

Thumb-2指令集为编程带来了更多的灵活性。许多数据操作现在能用更短的代码搞定，这意味着 Cortex-M3的代码密度更高，也就对存储器的需求更少。

取指都按 32位处理。同一周期最多可以取出两条指令，留下了更多的带宽给数据传输。