低成本ARM32位MCU,开发人员面临的两种选择

1、低成本ARM 32位MCU，开发人员面临的两种选择要使用低成本的32 位微控制器，开发人员面临两种选择，基于Cortex-M3内核或者 ARM7TDMI 内核的处理器。如何做出选择？选择标准又是什么？本文主要介绍了 ARM Cortex-M3 内核微控制器区别于 ARM7 的一些特点，帮助您快速选择。1ARM 实现方法ARM Cortex-M3 是一种基于 ARM V7 架构的最新 ARM 嵌入式内核， 它采用哈佛结构， 使用分离的指令和数据总线（冯诺伊曼结构下，数据和指令共用一条总线）。从本质上来说，哈佛结构在物理上更为复杂，但是处理速度明显加快。根据摩尔定理，复杂性并不是一件非常重要的事，

2、而吞吐量的增加却极具价值。ARM 公司对 Cortex-M3 的定位是：向专业嵌入式市场提供低成本、低功耗的芯片。在成本和功耗方面， Cortex-M3 具有相当好的性能， ARM 公司认为它特别适用于汽车和无线通信领域。和所有的ARM 内核一样， ARM 公司将内该设计授权给各个制造商来开发具体的芯片。迄今为止，已经有多家芯片制造商开始生产基于Cortex-M3 内核的微控制器。ARM7TDMI （包括 ARM7TDMIS ）系列的 ARM 内核也是面向同一类市场的。这类内核已经存在了十多年之久，并推动了ARM 成为处理器内核领域的主导者。众多的制造商（据ARM 宣称，多达16 家）出售基于

3、ARM7 系列的处理器以及其他配套的系统软件、开发和调试工具。在许多方面，ARM7TDMI都可以称得上是嵌入式领域的实干家。2两者差异除了使用哈佛结构，Cortex-M3 还具有其他显著的优点： 具有更小的基础内核， 价格更低，速度更快。与内核集成在一起的是一些系统外设，如中断控制器、总线矩阵、调试功能模块，而这些外设通常都是由芯片制造商增加的。Cortex-M3 还集成了睡眠模式和可选的完整的八区域存储器保护单元。它采用 THUMB-2 指令集，最大限度降低了汇编器使用率。3指令集ARM7 可以使用 ARM 和 Thumb 两种指令集，而Cortex-M3 只支持最新的Thumb-2 指令集

4、。这样设计的优势在于：免去 Thumb 和 ARM 代码的互相切换，对于早期的处理器来说，这种状态切换会降低性能。Thumb-2 指令集的设计是专门面向C 语言的，且包括If/Then 结构（预测接下来的四条语句的条件执行）、硬件除法以及本地位域操作。Thumb-2 指令集允许用户在 C 代码层面维护和修改应用程序， C 代码部分非常易于重用。 Thumb-2 指令集也包含了调用汇编代码的功能： Luminary 公司认为没有必要使用任何汇编语言。综合以上这些优势，新产品的开发将更易于实现，上市时间也大为缩短。4中断Cortex-M3的另一个创新在于嵌套向量中断控制器NVIC（Nested V

5、ectorInterruptController ）。相对于ARM7使用的外部中断控制器，Cortex-M3内核中集成了中断控制器，芯片制造厂商可以对其进行配置，提供基本的32 个物理中断，具有8 层优先级，最高可达到 240 个物理中断和256 个中断优先级。 此类设计是确定的且具有低延迟性，特别适用于汽车应用。NVIC 使用的是基于堆栈的异常模型。在处理中断时，将程序计数器，程序状态寄存器，链接寄存器和通用寄存器压入堆栈，中断处理完成后，在恢复这些寄存器。堆栈处理是由硬件完成的，无需用汇编语言创建中断服务程序的堆栈操作。中断嵌套是可以是实现的。中断可以改为使用比之前服务程序更高的优先级，而

6、且可以在运行时改变优先级状态。使用末尾连锁（tail-chaining ）连续中断技术只需消耗三个时钟周期，相比于32 个时钟周期的连续压、出堆栈，大大降低了延迟，提高了性能。如果在更高优先级的中断到来之前，NVIC 已经压堆栈了， 那就只需要获取一个新的向量地址，就可以为更高优先级的中断服务了。同样的，NVIC 不会用出堆栈的操作来服务新的中断。这种做法是完全确定的且具有低延迟性。5睡眠Cortex-M3 的电源管理方案通过 NVIC 支持 Sleep Now， Sleep on Exit （退出最低优先级的 ISR） andSLEEPDEEP modes这三种睡眠模式。为了产生定期的中断时间间隔， NVIC还集成了系统节拍计时器，这个计时器也可以作为RTOS 和调度任务的心跳。这种做法与先前的 ARM 架构的不同之处就在于不需要外部时钟。6存储器保护单元存储器保护单元是一个可选组建。选用了这个选项，内存区域就可以