Cortex-M3处理器核心解析

### 常见术语
- **AMBA**: Advanced Microcontroller Bus Architecture，先进单片机总线架构。
- **ADK**: AMBA Design Kit，AMBA设计套件。
- **AHB**: Advanced High-performance Bus，先进高性能总线。
- **AHB-AP**: AHB Access Port，AHB访问端口。
- **APB**: Advanced Peripheral Bus，先进外设总线。
- **ARM ARM**: ARM Architecture Reference Manual，ARM架构参考手册。
- **ASIC**: Application-Specific Integrated Circuit，特定应用集成电路。
- **ATB**: Advanced Trace Bus，先进跟踪总线。
- **BE8**: Byte-constant Big Endian，字节不变式大端模式。
- **CPI**: Cycles Per Instruction，每条指令的周期数。
- **DAP**: Debug Access Port，调试访问端口。
- **DSP**: Digital Signal Processor，数字信号处理器。
- **DWT**: Data Watchpoint and Trace，数据观察点及跟踪。
- **ETM**: Embedded Trace Macrocell，嵌入式跟踪宏单元。
- **FPB**: Flash Patch and Breakpoint，闪存地址重载及断点。
- **FSR**: Fault Status Register，故障状态寄存器。
- **HTM**: CoreSight AHB Trace Macrocell，CoreSight AHB跟踪宏单元。
- **ICE**: In-Circuit Emulator，在线仿真器。
- **IDE**: Integrated Development Environment，集成开发环境。
- **IRQ**: Interrupt Request，中断请求（通常指外部中断请求）。
- **ISA**: Instruction Set Architecture，指令集架构。
- **ISR**: Interrupt Service Routine，中断服务例程。
- **ITM**: Instrumentation Trace Macrocell，仪器化跟踪宏单元。
- **JTAG**: Joint Test Action Group，联合测试行动组（一种测试和调试接口标准）。
- **LR**: Link Register，链接寄存器。
- **LSB**: Least Significant Bit，最低有效位。
- **MSB**: Most Significant Bit，最高有效位。
- **LSU**: Load Store Unit，加载存储单元。
- **MCU**: Microcontroller Unit，微控制器单元。
- **MPU**: Memory Protection Unit，存储器保护单元。
- **MMU**: Memory Management Unit，存储器管理单元。
- **MSP**: Main Stack Pointer，主堆栈指针。
- **NMI**: Non-Maskable Interrupt，不可屏蔽中断。
- **NVIC**: Nested Vectored Interrupt Controller，嵌套向量中断控制器。
- **PC**: Program Counter，程序计数器。
- **PPB**: Private Peripheral Bus，私有外设总线。

### 数值表示
- `4'hC` 和 `0x123` 均表示16进制数。
- `#3` 表示数字3，例如 `IRQ #3` 表示3号中断。
- `#immed_12` 表示一个12位的立即数。
- `bit[15:12]` 表示位序号从15到12的位段。

### 寄存器访问类型
- **R** 表示只读。
- **W** 表示只写。
- **RW** 表示可读可写。
- **R/Wc** 表示可读，但写访问将清零。

### Cortex-M3处理器简介
Cortex-M3 是一个32位处理器内核，采用哈佛结构，具有独立的指令总线和数据总线，支持并行的取指和数据访问，显著提高了性能。它支持小端模式和大端模式，适用于多种应用场景。

#### 应用领域
- **低成本单片机**
- **汽车电子**
- **数据通信**
- **工业控制**
- **消费类电子产品**

#### 处理器结构
Cortex-M3 内部包含多个优化的总线接口，支持并行操作。它还提供了可选的存储器保护单元（MPU）和外部缓存支持。

#### 寄存器组
- **R0-R12**：32位通用寄存器，用于数据操作。
- **R13**：堆栈指针（SP），有两个银行化的寄存器，主堆栈指针（MSP）和进程堆栈指针（PSP）。
- **R14**：链接寄存器（LR），存储子程序返回地址。
- **R15**：程序计数器（PC），指向当前程序地址。
- **特殊功能寄存器**：包括程序状态字寄存器组（PSRs）、中断屏蔽寄存器组（PRIMASK, FAULTMASK, BASEPRI）和控制寄存器（CONTROL）。

#### 操作模式
Cortex-M3 支持两种操作模式：处理者模式和线程模式，以及两种特权级别：特权级和用户级。特权级用于执行关键操作，用户级用于普通应用程序代码。

#### 嵌套向量中断控制器（NVIC）
NVIC 提供了强大的中断管理功能，支持可嵌套中断、向量中断、动态优先级调整和中断延迟减少。

#### 存储器映射
Cortex-M3 支持4GB的存储空间，分为多个区域，包括代码存储区、系统总线和私有外设总线。

#### 存储器保护单元（MPU）
MPU 可以对不同级别的访问施加不同的限制，提高系统的安全性和可靠性。

### 性能和中断处理
- **高性能**：许多指令都是单周期的，包括乘法指令。Thumb-2 指令集提高了代码密度，减少了存储需求。
- **先进的中断处理**：NVIC 支持240条外部中断输入，向量化的中断功能减少了中断延迟。硬件级别的中断嵌套管理提高了中断响应速度。