stm32系列arm cortex-m3微控制器原理与实践

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1、第1章ARM及Cortex-M3处理器概述第1章ARM及Cortex-M3处理器概述ARM在嵌入式应用领域取得了巨大的成功。从1985年的第一个ARM1原型诞生至今，已经有几十亿个ARM处理器被销售到了世界各地。ARM的成功是建立在一个简单而又强大的原始设计之上的，随着技术的不断进步，这个设计也在不断的改进。ARM内核、处理器并不是单一的，而是遵循相同设计理念、使用相似指令集架构的一个内核、处理器系列。1.1ARM处理器系列每个ARM处理器都有一个特定的指令集架构（ISA），而一个ISA版本又可以有多种处理器实现。ISA随着嵌入式市场的需求而发展，至今已经有多个版本。ARM公司规划

2、该发展过程，使得在较早的架构版本上编写的代码也可以在后继版本上执行（即代码的兼容性）。1.1.1命名规则早期ARM使用如图1.1所示的命名规则来描述一个处理器。在“ARM”后的字母和数字表明了一个处理器的功能特性。随着更多特性的增加，字母和数字的组合可能会改变。注意：命名规则不包含体系结构（ISA）的版本信息。ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S}x——系列y——存储管理/保护单元z——cacheT——Thumb16位译码器D——JTAG调试器M——快速乘法器I——嵌入式跟踪宏单元E——增强指令（基于TDMI）J——JazelleF——向量浮点单

3、元S——可综合版本图1.1早期ARM命名规则关于ARM命名法则，还有一些附加的要点：òARM7TDMI之后的所有ARM内核，即使“ARM”标志后没有包含那些字符，也都包括了TDMI功能特性。©2008MXCHIPCorporation.Allrightsreserved.1www.mxchip.com021‐52655026/025第1章ARM及Cortex-M3处理器概述ò处理器系列是共享相同硬件特性的一组处理器具体实现。例如，ARM7TDMI、ARM740T和ARM720T都共享相同的系列特性，都属于ARM7系列。òJTAG是由IEEE1149.1标准测试访问端口（S

4、tandardTestAccessPort）和边界扫描结构来描述的。它是ARM用来发送和接收处理器内核与测试仪器之间调试信息的一系列协议。ò嵌入式ICE宏单元（EmbeddedICEmacrocell）是建立在处理器内部用来设置断点和观察点的调试硬件。ò可综合的——意味着处理器内核是以源代码形式提供的，这种源代码形式又可以被编译成一种易于EDA工具使用的形式。随着近年来ARM架构的产品爆炸性地涌入市场，以及对于维护架构一致性的高层次的要求，ARM重新组织了ARM架构的规范，定义了以ARMv7架构的Cortex系列。1.1.2ARM处理器系列ARM公司设计了许多处理器，它们可以根据使

5、用的不同内核划分到各个系列中。系列划分是基于ARM7、ARM9、ARM10、ARM11和Cortex内核。后缀数字7、9、10和11表示不同的内核设计。数字的升序说明性能和复杂度的提高。ARM8开发出来以后很快就被取代了。在每个系列中，存储器管理、cache和TCM处理器扩展也有多种变化。ARM继续在可用的产品系列和每个系列内部的不同变种两方面做进一步开发。表1.1总结了各种处理器的不同功能特性。值得注意的是，指令集架构（ISA）是体现CPU核性能特点的重要因素，如采用v5TEJ架构的ARM926EJ-S与采用v4T架构的ARM920T处理器，在相同的工作频率下，前者的处理能力要高

6、得多。表1.1ARM处理器不同功能特性aCPU核MMU/MPUCacheJazelleThumbISA架构EARM7TDMI无无否是v4T否ARM7EJ-S无无是是v5TEJ是ARM720TMMU统一的8Kcache否是v4T否ARM920TMMU独立的16K/16KD否是v4T否+IcacheARM922TMMU独立的8K/8KD否是v4T否+IcacheARM926EJ-SMMU独立——cache与是是v5TEJ是TCM可配置ARM940TMPU独立的4K/4KD否是v4T否+IcacheARM946E-SMPU独立——cache与否是v5TE是TCM可配置ARM966E-S无

7、独立——cache与否是v5TE是TCM可配置©2008MXCHIPCorporation.Allrightsreserved.2www.mxchip.com021‐52655026/025第1章ARM及Cortex-M3处理器概述ARM1020EMMU独立的32K/32KD否是v5TE是+IcacheARM1022EMMU独立的16K/16KD否是v5TE是+IcacheARM1026EJ-SMMU独立——cache与是是v5TE是TCM可配置ARM103