02-第二章Cortex-M3处理器编程模型ppt课件

1、第二章第二章 Cortex-M3 处置器编程模型处置器编程模型l2.1 处置器任务方式及形状l2.2 存放器l2.3 数据类型与存储器格式l2.4 指令集l2.5 系统控制存放器2.1 处置器任务方式及形状处置器任务方式及形状lCortex-M3处置器有 Thread 和 Handler 两种任务方式:l在重启时，处置器进入 Thread 方式，在从异常前往时也可进入 Thread 方式。Thread方式下代码可以特权方式和用户方式运转。l当系统产生异常时，处置器进入 Handler 方式。在 Handler 方式下一切代码必需都是特权代码。2.1 处置器任务方式及形状处置器任务方式及形状lC

2、ortex-M3 处置器可以在 Thumb 和 Debug 两种操作形状下任务：lThumb 形状，此形状是正常执行 16 位和 32 位半字对齐的 Thumb 和 Thumb-2 指令时所处的形状。lDebug调试形状，是在调试时的形状。2.1.1 特权访问和用户访问特权访问和用户访问l代码可以特权和非特权方式执行l l当系统发生异常，处置器进入Handler 方式时，代码往往是特权方式的；l而当处置器在 Thread 方式下时，那么代码可以是特权的也可以是非特权的。2.1.1 特权访问和用户访问特权访问和用户访问l当处置器复位进入 Thread 方式后，代码均为特权的。l当处置器在 Thr

3、ead 方式下时，可以从特权方式切换到用户方式，但不能从用户方式前往到l 特权方式。l在 Thread 方式下只需进展异常处置时，处置器进入 Handler 方式，才干由用户方式切换到特权方式。2.1.2 main 栈和栈和process 栈栈l cortex-M3 处置器可以运用两个堆栈：主main栈和进程process栈。在系统复位之后，一切代码都运用 main 栈。l栈指针存放器 r13 为分组Banked存放器，用于在 SP_main 和 SP_process 之间切换，任何时候仅有一个栈可见。2.1.2 main 栈和栈和process 栈栈l有些异常处置如SVC，可以经过在其前往时

4、修正EXC_RETURN值，将Thread 方式下其所运用的栈从 main 栈切换到 process 栈。而其它异常那么继续运用 main栈。l还可以经过运用指令MSR写CONTROL1位来从 main 栈切换到 process 栈。2.2 存放器存放器Cortex-M3 处置器有 20 个 32 位存放器：13 个通用存放器，r0-r12；分组栈指针存放器， r13；链接存放器，r14；程序计数器，r15；程序形状存放器，xPSR。2.2 存放器存放器2.2.1 通用存放器通用存放器l存放器 r0-r7 为低存放器，可被一切指令访问l存放器 r8-r12 为高存放器，可以被一切的 32 位指

5、令访问，但不能被 16 位指令访问。l存放器r13被用于栈指针：由于 SP忽略位1:0，因此它自动对齐为一个字，即4字节。2.2.1 通用存放器通用存放器l存放器r14是子程序链接存放器LR：当执行带链接的跳转指令BL或带链接及形状切换的跳转指令BLX 时，LR将保管PC作为前往地址。LR 也用于异常前往。在其它时候，可以把r14存放器当作通用存放器来运用。l存放器 r15 为程序计数器，其位0总为 0，由于指令按字或半字对齐。2.2.2 程序形状存放器程序形状存放器(xPSR)l在系统层，处置器形状可分为三种类型：Application、Interrupt 和 Execution，与之对应有

6、 3 个程序形状存放器： APSR、IPSR 和 EPSR。l可以运用 MRS 和 MSR 指令单独访问这些存放器的其中一个或多个。在进入异常时，处置器会把这三个存放器的信息入栈。APSRlAPSR 包含程序的条件标志。l在进入一个异常之前，处置器将程序条件标志保管到堆栈中。可以经过指令MSR(2)和 MRS(2)访问APSR。APSR 位分配位分配 IPSRIPSR 包含了当前正在执行的中断效力子程序ISR号： IPSR 位分配位分配 EPSRlEPSR 内部包含两个重叠的区域：l中断可继续指令ICI区域。批量加载和批量保管指令LDM、STM可被中断，该区域用于保管相关信息，这些信息在前往被

7、中断的批量加载或批量存储操作时运用；lIf-ThenIT指令区域以及 Thumb 形状位T-位，用于保管If-Then指令执行的形状位。EPSRlEPSR 不能被直接访问，只需两种事件可以修正EPSR：l 在执行指令LDM 或 STM 指令的过程中 有中断到来；l 执行 If-Then 指令。EPSR 位分配位分配2.3 数据类型与存储器格式数据类型与存储器格式lCortex-M3 既可运用大端格式也可运用小端格式访问存储器。lCortex-M3 处置器有一个可配置引脚 BIGEND，用来选择小端格式或大端格式。l通常是以小端格式访问代码，小端格式是ARM 处置器的默许存储器格式。小端数据格式小端数据格式大端数据格式大端数据格式留意留意l对系统控制区域的访问通常是小端格式；l在系统复位处置之后更改大小端格式是无效的；l公用外设总线PPB区域必需为小端格式，与 BIGEND 引脚的设置无关。2.4 指令集指令集lCortex-M3 处置器能支持一切的 16 位 Thumb 指令集和根本32 位 Thumb-2 指令集。l各个指令的引见可查阅 ARM 相关资料。2.5 系