半天学会ARM Cortex-M3 课件.pptx

ARM Cortex-M3是一款由ARM公司设计的嵌入式微处理器，属于Cortex-M系列，专为微控制器市场设计。Cortex-M系列处理器分为三个子系列：Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M，分别针对不同的应用领域。Cortex-A系列适用于运行复杂操作系统的应用处理器，支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集；Cortex-R系列是实时操作系统的嵌入式处理器，同样支持这三种指令集；而Cortex-M系列则主要面向成本敏感的嵌入式应用，仅支持效率更高的Thumb-2指令集。 Cortex-M3的特点在于其优化的单周期Flash存储器访问，这意味着它能快速执行代码。其中断控制器响应速度快，可在6个时钟周期内完成，最多不超过12个时钟周期，这对于实时系统来说至关重要。该处理器还配备了一个单周期硬件乘法器和除法器，提高了计算效率。Cortex-M3使用Thumb-2指令集，混合16位和32位指令，无需模式切换，降低了代码尺寸，提升了性能。此外，它还有三种节能的睡眠模式，以减少功耗，并且提供了高级调试功能，如数据断点和软件断点，便于开发和调试。 与传统的ARM7相比，Cortex-M3在许多方面有所改进。它不需要汇编语言，可以完全使用高级语言编写代码，降低了开发难度。Cortex-M3所需的Flash存储空间大约只有ARM7的一半，而在MCU控制应用程序中的执行速度可提高2-4倍，原始中断性能提升85%，PID进程控制主循环提升217%，乘法密集型代码性能提升294%。 ARM Cortex-M系列处理器的设计目标是满足低功耗和高性能的需求。相对于ARM7TDMI，Cortex-M3有一个完整的Nested Vector Interrupt Controller (NVIC)，可处理多达240个中断，具有32级中断优先级，进入中断服务程序(ISR)的时间是确定的，减少了软件处理中断的复杂性。Thumb-2指令集简化了开发流程，无需在ARM和Thumb指令集之间进行软件切换，增强了应用程序的可移植性。此外，NVIC、SysTick和内存映射都被集成到内核中，提高了代码的复用性。 TI（德州仪器）的Stellaris系列是基于ARM Cortex-M3的微控制器，自2007年以来已经推出了多个系列，包括Fury Class、Sandstorm Class、Dust Devil Class和Tempest Class等，提供了广泛的性能选择，从20MHz到100MHz的时钟频率，以及8K到256KB的闪存容量。这些控制器广泛应用于能源、安全、通信、运动控制等多个领域，TI提供了强大的开发工具、文档、技术支持以及ARM公司的第三方解决方案，确保开发者能够快速、高效地开发出标准化的市场领先解决方案。