cortexm3体系结构.ppt

2、ARM Cortex-M3 体系结构
整理课件
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2、ARM Cortex-M3 体系结构
. CM3微处理器核结构
处理器工作模式及状态
. 寄存器
总线接口
存储器的组织与映射
. 指令集
. 流水线
. 异常与中断
存储器保护单元MPU
STM32微控制器概述
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CM3微处理器核结构
集成了内核和高级系统外设的分级处理器
Cortex-M3 内核
哈佛体系结构
拥有分支预测功能的三级流水线
Thumb®-2 指令集和传统的 Thumb指令集
带有 硬件除法和 单周期乘法的ALU
Cortex-M3 处理器
Cortex-M3 内核
可配置的中断控制器
总线矩阵
先进的调试组件
可选择的 MPU（存储器保护单元） & ETM（嵌入式跟踪宏单元）
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2、ARM Cortex-M3 体系结构
. CM3微处理器核结构
处理器工作模式及状态
. 寄存器
总线接口
存储器的组织与映射
. 指令集
. 流水线
. 异常与中断
存储器保护单元MPU
STM32微控制器概述
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工作模式和特权级别
处理模式
线程模式
特权级
用户级
始终特权级
处理器工作模式及状态
工作模式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)
特权级别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。
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特权执行可以访问所有资源。
非特权执行时对有些资源的访问受到限制或不允许访问。
特权访问和用户访问(非特权访问)的区别
FAULTMASK
PRIMASK
SCS
……
用户访问
特权访问
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处理器工作模式及状态
线程模式
Cortex-M3处理器支持两种工作模式：
线程模式和处理模式
处理模式
在复位时处理器进入线程模式
异常返回时处理器进入线程模式
特权和用户（非特权）代码能够在线程模式下运行
出现异常时处理器进入处理模式
在处理模式中，所有代码都是特权访问的
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处理器工作模式及状态
线程模式
特权访问
复位
处理模式
特权访问
异常
线程模式
用户访问
异常
异常退出
CONTROL[0] = 1
CONTROL[0] = 0
MSR指令置位
CONTROL[0]
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CONTROL[0]
特权访问
用户访问
1
0
特权访问和用户访问的切换
控制寄存器的第0位
在处理模式下，通过MSR指令清零CONTROL[0],退出处理模式进入线程模式时切换到特权访问 。

MOV R0 #0X00
MSR CONTROL R0
在处理模式下，通过MSR指令置位CONTROL[0],退出处理模式进入线程模式时切换到用户访问 。
在线程模式特权访问下，通过MSR指令置位CONTROL[0],即可由特权访问进入用户访问 。
MRS R0 CONTROL
ORR R0, R0, #0x01
MSR CONTROL R0
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2、ARM Cortex-M3 体系结构
. CM3微处理器核结构
处理器工作模式及状态
. 寄存器
总线接口
存储器的组织与映射
. 指令集
. 流水线
. 异常与中断
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