嵌入式MCU ARM Cortex-M3工作模式与异常

Posted 2021-02-28

单片机MCU Cortex-M3是一个32位处理器内核。内部的数据路径是32位的，寄存器是32位的，存储器接口也是32位的。CM3采用了哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行不悖。这样一来数据访问不再占用指令总线，从而提升了性能。下面宇芯电子将介绍关于嵌入式MCU ARM Cortex-M3工作模式与异常。

一、工作模式

线程模式和手柄模式。

当处理器处在线程状态下时，既可以使用特权级，也可以使用用户级；另一方面， handler模式总是特权级的。在复位后，处理器进入线程模式＋特权级。

二、向量表

因为地址 0 处应该存储引导代码，所以它通常映射到 Flash或者是 ROM 器件，并且它们的值不得在运行时改变。然而，为了支持动态重分发中断， CM3 允许向量表重定位——从其它地址处开始定位各异常向量。这些地址对应的区域可以是代码区，但更多是在 RAM 区。在 RAM 区就可以修改向量的入口地址了。为了实现这个功能， NVIC中有一个寄存器，称为“向量表偏移量寄存器”（在地址 0xE000_ED08处），通过修改它的值就能重定位向量表。

向量表偏移量寄存器(VTOR)（地址：0xE000_ED08）

三、异常和中断

Cortex-M3 支持大量异常，包括 16-4-1=11个系统异常，和最多 240 个外部中断——简称 IRQ。具体使用了这 240 个中断源中的多少个，则由芯片制造商决定。由外设产生的中断信号，除了 SysTick的之外，全都连接到 NVIC 的中断输入信号线。典型情况下，处理器一般支持 16 到 32 个中断。

类型编号为 1－15 的系统异常，从 16 开始是外部中断类型。