ARM_Cortex-M3內(nèi)核結(jié)構(gòu)

1、ARMCortex-M3內(nèi)核結(jié)構(gòu)2.1ARMCortex-M3處理器簡(jiǎn)介概述ARM公司成立于上個(gè)世紀(jì)九十年代初，致力于處理器內(nèi)核研究，ARM即AdvancedRISCMachines的縮寫，ARM公司本身不生產(chǎn)芯片，只設(shè)計(jì)內(nèi)核，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可，由合作伙伴公司來(lái)生產(chǎn)各具特色的芯片。這種運(yùn)行模式運(yùn)營(yíng)的成果受到全球半導(dǎo)公司以及用戶的青睞。目前ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器內(nèi)核有：ARM7TDMI、ARM9TDMI、ARM10TDMI、ARM11以及Cortex等。2005年ARM推出的ARMCortex系列內(nèi)核，分別為：A系列、R系列和M系列，其中A系列是針對(duì)可以運(yùn)行復(fù)雜操作系統(tǒng)（Linux、Windows

2、CE、Symbian等）的處理器；R系列是主要針對(duì)處理實(shí)時(shí)性要求較高的處理器（汽車電子、網(wǎng)絡(luò)、影像系統(tǒng)）；M系列又叫微控制器，對(duì)開發(fā)費(fèi)用敏感，對(duì)性能要求較高的場(chǎng)合。Cortex-M系列目前的產(chǎn)品有M0、M1、M3,其中M1用在FPGA中。Cortex-M系列對(duì)微控制器和低成本應(yīng)用提供優(yōu)化，具有低成本、低功耗和高性能的特點(diǎn)，能夠滿足微控制器設(shè)計(jì)師進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的需求。其中，ARMCortex-M3處理器的性能是ARM7的兩倍，而功耗卻只有ARM7的1/3，適用于眾多高性能、極其低成本需求的嵌入式應(yīng)用，如微控制器、汽車系統(tǒng)、大型家用電器、網(wǎng)絡(luò)裝置等，ARMCortex-M3提供了32位微控制器市場(chǎng)前

3、所未有的優(yōu)勢(shì)。Cortex-M3內(nèi)核，內(nèi)部的數(shù)據(jù)路徑為32位，寄存器為32位，存儲(chǔ)器接口也是32位。Cortex-M3采用了哈佛結(jié)構(gòu)，擁有獨(dú)立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，可以讓取指與數(shù)據(jù)訪問(wèn)分開進(jìn)行。Cortex-M3還提供一個(gè)可選的MPU,對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行保護(hù)，而且在需要的情況下也可以使用外部的cache。另外在Cortex-M3中，存儲(chǔ)器支持小端模式和大端存儲(chǔ)格式。Cortex-M3內(nèi)部還附贈(zèng)了很多調(diào)試組件，用于在硬件水平上支持調(diào)試操作，如指令斷點(diǎn)，數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)等。另外，為支持更高級(jí)的調(diào)試，還有其它可選組件，包括指令跟蹤和多種類型的調(diào)試接口。內(nèi)核結(jié)構(gòu)組成及功能描述Cortex-M3微控制器內(nèi)核包括處理

4、核心和許多的組件，目的是用于系統(tǒng)管理和調(diào)試支持。如圖為Cortex-M3內(nèi)核方框圖。NMI中斷中斷號(hào)239:0Cortex-M3SLEEPINGSLEEPDEEPJ SW-DP JTAG-DPNVICSysTickAHB-API-code 總線總線矩陣Flash#LRP-1盾石,睡眠調(diào)試CM3核觸發(fā)指令數(shù)據(jù)MPUDWTFPB專用外設(shè)篇第（內(nèi)部）總線矩陛ITAPB-T D-code 總線w系統(tǒng)總線系細(xì)、線（AHB）靜態(tài)RAM外部RAM外部卜設(shè)總有I/O外部RAMSRAM -fflr-圖Cortex-M3內(nèi)核方框圖ETM專用外設(shè)總線-上ROM 衣AHB tgPB總線UARTPWMTimer1.處理

5、器內(nèi)核Cortex-M3處理器內(nèi)核采用ARMv7-M架構(gòu)，其主要特性如下：Thumb-2指令集架構(gòu)（ISA）的子集，包含所有基本的16位和32位Thumb-2指令;哈佛處理器架構(gòu)，在加載/存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)能夠執(zhí)行指令取指；帶分支預(yù)測(cè)的三級(jí)流水線；32位單周期乘法；硬件除法；Thumb狀態(tài)和調(diào)試狀態(tài)；處理模式和線程模式；ISR的低延遲進(jìn)入和退出；可中斷-可繼續(xù)（interruptible-continued）的LDM/STM、PUSH/PO桂支持ARMv6類型BE8/LE支持ARMv6非對(duì)齊訪問(wèn)。（嵌套向量中斷控制器）NVIC與處理器內(nèi)核是緊密耦合的，這樣可實(shí)現(xiàn)快速、低延遲的異常處理。在Corte

6、x-M微控制器此功能非常強(qiáng)大。3.總線矩陣總線矩陣用來(lái)將處理器和調(diào)試接口與外部總線相連。處理器包含4個(gè)總線接口：ICode存儲(chǔ)器接口：從Code存儲(chǔ)器空間（0x00000006x1FFFFFFF的取指者B在這條32位AHBLite總線上執(zhí)行。DCode存儲(chǔ)器接口：對(duì)Code存儲(chǔ)器空間（0x0000000Kx1FFFFFFF進(jìn)行數(shù)據(jù)和調(diào)試訪問(wèn)都在這條32位AHBLite總線上執(zhí)行。系統(tǒng)接口：對(duì)系統(tǒng)空間（0x-0xDFFFFFFF進(jìn)行取指、數(shù)據(jù)和調(diào)試訪問(wèn)都在這條32位AHBLite總線上執(zhí)行。外部專用外設(shè)總線（PPB）:對(duì)外部PPB空間（0xE00400000xE00FFFFF進(jìn)行數(shù)據(jù)和調(diào)試訪問(wèn)都

7、在這條32位APB總線（AMBA）上執(zhí)行。跟蹤端口接口單元（TPIU）和廠商特定的外圍器件都在這條總線上。注：處理器包含一條內(nèi)部專用外設(shè)總線，用來(lái)訪問(wèn)嵌套向量中斷控制器（NVIC）、數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)和觸發(fā)（DWT）、Flash修補(bǔ)和斷點(diǎn)（FPB）,以及存儲(chǔ)器保護(hù)單元（MPU）。FPB單元實(shí)現(xiàn)硬件斷點(diǎn)以及從代碼空間到系統(tǒng)空間的修補(bǔ)訪問(wèn)，F(xiàn)PB有8個(gè)比較器。數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)和跟蹤，調(diào)試功能部件。ITM是一個(gè)應(yīng)用導(dǎo)向（applicationdriven）的跟蹤源，支持對(duì)應(yīng)用事件的跟蹤和printf類型的調(diào)試。存儲(chǔ)器保護(hù)單元（MPU）是用來(lái)保護(hù)存儲(chǔ)器的一個(gè)元件。處理器支持標(biāo)準(zhǔn)的ARMv7受保護(hù)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（P

8、MSA）模型。如果希望向處理器提供存儲(chǔ)器保護(hù)，則可以使用可選的MPU;MPU對(duì)訪問(wèn)允許和存儲(chǔ)器屬性進(jìn)行檢驗(yàn)。它包含8個(gè)區(qū)和一個(gè)可選的執(zhí)行默認(rèn)存儲(chǔ)器映射訪問(wèn)屬性的背景區(qū)。ETM支持指令跟蹤的低成本跟蹤宏單元。TPIU用作來(lái)自ITM和ETM（如果存在）的Cortex-M3內(nèi)核跟蹤數(shù)據(jù)與片外跟蹤端口分析儀之間的橋接。JTAG-DPCortex-M3處理器可配置為具有SW-DP或JTAG-DP調(diào)試端口的接口，或兩者都有。這兩個(gè)調(diào)試端供對(duì)系統(tǒng)中包括處理器寄存器在內(nèi)的所有寄存器和存儲(chǔ)器的調(diào)試訪問(wèn)。內(nèi)核寄存器組織如圖所示，Cortex_M3內(nèi)核寄存器分為16個(gè)通用寄存器R0R15和7個(gè)特殊功能寄存器。狀態(tài)寄

9、存器低 寄 存 器高 寄 存 器通 用 寄 存 器特 殊 功 能寄存器中斷屏蔽J控制寄存器圖寄存器組織圖通用寄存器R0-R15R0R12寄存器：是真正意義上的通用。在處理器運(yùn)行過(guò)程中，作數(shù)據(jù)的寄存。R13為堆棧指針寄存器：堆棧指針是用于訪問(wèn)堆棧，也即系統(tǒng)的RAM區(qū)。Cortex_M3中采用了兩個(gè)堆棧指針：主堆棧指針（MSP）和進(jìn)程堆棧指針（PSP,R13在任何時(shí)刻只能是其中一個(gè)，默認(rèn)情況為MSP,可以通過(guò)控制寄存器（CONTORL來(lái)改變。Cortex_M3中堆棧方向是向低地址方向增長(zhǎng)，為滿堆棧機(jī)制。堆棧操作是通過(guò)PUSH口POP來(lái)完成操作的。例如MSPi前指針指向：0x2000_000C;R0

10、=0x00000000。執(zhí)行：PUSHR0此時(shí)MSP旨向：0x2000_0008執(zhí)行示意如圖所示。MSP已使用n0x2000_0008已使用已使用已使用上次壓入的數(shù)據(jù)已使用未用0x00000000未用MSP-*未用RAMRAM0x2000 000C堆棧操作示意圖R14程序連接寄存器（LR）:在執(zhí)行分支（B）和鏈接（BL）指令或帶有交換分支（BXO和鏈接指令（BLX）時(shí)，PC的返回地址自動(dòng)保存進(jìn)LR比如在子程序調(diào)用時(shí)用保存子程序的返回地址。LR也用于異常返回，但是在這里保存的是返回后的狀態(tài)，不是返回的地址，異常返回是通過(guò)硬件自動(dòng)出棧彈出之前壓入的PC完成的。R15程序計(jì)數(shù)器（PC）:是程序運(yùn)行的

11、基礎(chǔ)，具有自加的功能。該寄存器的位0始終為0,因此，指令始終與字或半字邊界對(duì)齊。特殊功能寄存器特殊功能寄存器分為程序狀態(tài)寄存器、中斷屏蔽寄存器和控制寄存器三類。xPSR程序狀態(tài)寄存器：系統(tǒng)級(jí)的處理器狀態(tài)可分為3類，應(yīng)用狀態(tài)寄存器（APSR、中斷狀態(tài)寄存器（IPSR、執(zhí)行狀態(tài)寄存器（EPSR,可組合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)32位的寄存器，統(tǒng)稱xPSR表xPSRW存器寄存器名位313029282726:252423:2019:1615:10987654:0APSRNZCVQIPSR中斷編號(hào)EPSRICI/ITTICI/ITxPS商存器的各位的功能如表表xPSRW存器各位功能位名稱定義31N負(fù)數(shù)或小于標(biāo)志：1:

12、結(jié)果為負(fù)數(shù)或小于；0結(jié)果為正數(shù)或大于30Z零標(biāo)志：1:結(jié)果為0;0:結(jié)果為非029C進(jìn)位/借位標(biāo)志：1:進(jìn)位或借位；0沒(méi)有進(jìn)位或借位28V溢出標(biāo)志：1:溢出；0:沒(méi)有溢出27Q粘著飽和標(biāo)志：1:已飽和；0:沒(méi)有飽和26:2515:10ITIF-Then位。它們是if-Then指令的執(zhí)行狀態(tài)位。包含f-Then模塊的指令數(shù)目和它們的執(zhí)行條件24T用于指示處理器當(dāng)前是ARM狀態(tài)還是Thumb狀態(tài)15:12ICI可中斷-可繼續(xù)的指令位：如果在執(zhí)行LDM或STM操作時(shí)產(chǎn)生一次中斷，則LDM或STM操作暫停，該位來(lái)保存該操作中下一個(gè)寄存器操作數(shù)的編號(hào)，在中斷響應(yīng)之后，處理器返回由該位指向的寄存器并恢復(fù)操

13、作。8:0ISR占先異常的編號(hào)中斷屏蔽寄存器：分為三組，分別是PRIMASKFAULTMASKBASEPRIPRIMAS四片上外設(shè)總中斷開關(guān)，該寄存器只有位0有效，當(dāng)該位為0是響應(yīng)所有外設(shè)中斷；當(dāng)該位為1時(shí)屏蔽所有片上外設(shè)中斷。FAULTMASK?存器管理系統(tǒng)錯(cuò)誤的總開關(guān)，該寄存器中有位0有效，當(dāng)該位為0時(shí)，響應(yīng)所有的異常；為1屏蔽所有的異常。BASEP就存器用來(lái)屏蔽優(yōu)先級(jí)等于和小于某一個(gè)中斷數(shù)值的寄存器?？刂萍拇嫫鳎篊ONTROL兩個(gè)作用，其一用于定義處理器特權(quán)級(jí)別，其二用于選擇堆棧指針，如表所示。表CONTROL?存器位功能CONTROL1堆棧指針選擇0:選擇主堆棧指針MSP1:選擇進(jìn)程堆

14、棧指針PSPCONTROL00:特權(quán)級(jí)1:用戶級(jí)CONTROL0異常情況下，處理器總是處于特權(quán)模式，CONTROL啦總是為0;在線程模式情況下（非異常情況），處理器可以工作在特權(quán)級(jí)也可工作在用戶級(jí)，該位可為0或1。特權(quán)級(jí)下所有的資源都可以訪問(wèn)，而用戶級(jí)下被限制的資源不能訪問(wèn)，比如MPU被限制的資源。CONTROL1為0時(shí)，只使用MSP,此時(shí)用戶程序和異常共享同一個(gè)堆棧，處理器復(fù)位后默認(rèn)的也是該模式。為1時(shí)，用戶應(yīng)用程序使用進(jìn)程堆棧PSP,而中斷任然得使用主堆棧MSB這種雙堆棧機(jī)制，特別適合在帶有OS（操作系統(tǒng)）的環(huán)境下使用，只要OS內(nèi)核在特權(quán)級(jí)下執(zhí)行，而用戶應(yīng)用程序在用戶模式下執(zhí)行，就可很好的

15、將代碼隔離互不影響。處理器操作模式ARMCortex-M3支持2個(gè)模式和兩個(gè)特權(quán)等級(jí)。如圖所示，在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用程序中，程序代碼涉及異常服務(wù)程序代碼和非異常服務(wù)程序代碼，這些代碼可以工作在處理器特權(quán)級(jí)也可以工作在用戶級(jí)級(jí)，但有區(qū)別。當(dāng)處理器處在線程模式下時(shí)，既可以使用特權(quán)級(jí)，也可以使用用戶級(jí)；另一方面，handler模式總是特權(quán)級(jí)的。在復(fù)位后，處理器進(jìn)入線程模式+特權(quán)級(jí)。異常handler的代碼主應(yīng)用程序的代碼Handler 模式錯(cuò)誤的用法線程模式線程模式特權(quán)級(jí)用戶級(jí)圖操作模式和特權(quán)等級(jí)在線程模式+用戶級(jí)下，對(duì)系統(tǒng)控制空間（SCS0XE000E0000xE000EFFF包括NVIC、SysTi

16、ckMPU以及代碼調(diào)試控制所用的寄存器）的訪問(wèn)將被禁止。除此之外，還禁止使用MRS/MSR訪問(wèn)，除了APSM外的特殊功能寄存器。如果操作，則對(duì)于訪問(wèn)特殊功能寄存器的，訪問(wèn)操作被忽略；而對(duì)于訪問(wèn)SCS空間的，將產(chǎn)生錯(cuò)誤。在特權(quán)級(jí)下不管是任何原因產(chǎn)生了任何異常，處理器都將以特權(quán)級(jí)來(lái)運(yùn)行其服務(wù)例程，異常返回后，系統(tǒng)將回到產(chǎn)生異常時(shí)所處的級(jí)別，同時(shí)特權(quán)級(jí)也可通過(guò)置位CONTROL0來(lái)進(jìn)入用戶級(jí)。用戶級(jí)下的代碼不能再試圖修改CONTROL0琛回到特權(quán)級(jí)。它必須通過(guò)一個(gè)異常handler,來(lái)修改CONTROL0才能在返回到線程模式后進(jìn)入特權(quán)級(jí)。如圖所示。特權(quán)級(jí)handlerCONTROL0=0圖處理器模式

17、轉(zhuǎn)換圖把代碼按特權(quán)級(jí)和用戶級(jí)分開處理，有利于使Cortex-M3的架構(gòu)更加穩(wěn)定可靠。例如，當(dāng)某個(gè)用戶程序代碼出問(wèn)題時(shí)，可防止處理器對(duì)系統(tǒng)造成更大的危害，因?yàn)橛脩艏?jí)的代碼是禁止寫特殊功能寄存器和NVIC中寄存器的。另外，如果還配有MPU,保護(hù)力度就更大，甚至可以阻止用戶代碼訪問(wèn)不屬于它的內(nèi)存區(qū)域。在引入了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，為了避免系統(tǒng)堆棧因應(yīng)用程序的錯(cuò)誤使用而毀壞，我們可以給應(yīng)用程序?qū)ｉT配一個(gè)堆棧，不讓它共享操作系統(tǒng)內(nèi)核的堆棧。在這個(gè)管理制度下，運(yùn)行在線程模式的用戶代碼使用PSP而異常服務(wù)例程則使用MSP。這兩個(gè)堆棧指針的切換是智能全自動(dòng)的，在異常服務(wù)的始末由Cortex-M3硬件處理。如前

18、所述，特權(quán)等級(jí)和堆棧指針的選擇均由CONTRO演責(zé)。當(dāng)CONTROL0=Q在異常處理的始末，只發(fā)生了處理器模式的轉(zhuǎn)換，如圖所示。若CONTROL0=1（線程模式+用戶級(jí)），則在中斷響應(yīng)的始末，處理器模式和特權(quán)等級(jí)都要發(fā)生變化，如圖所示。CONTROL0只有在特權(quán)級(jí)下才能訪問(wèn)。用戶級(jí)的程序如想進(jìn)入特權(quán)級(jí)，通常都是使用一條系統(tǒng)服務(wù)呼叫指令（SVC”來(lái)觸發(fā)“SV異常”，該異常的服務(wù)例程可以視具體情況而修改CONTROL0圖中斷前后的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中斷前后的狀態(tài)轉(zhuǎn)換+特權(quán)等級(jí)切換存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器映射Cortex-M3采用了固定的存儲(chǔ)映射結(jié)構(gòu)，如圖所示。Cortex-M3的地址空間是4GB,程序可以在代碼區(qū)

19、，內(nèi)部SRAM區(qū)以及外部RAM區(qū)中執(zhí)行。但是因?yàn)橹噶羁偩€與數(shù)據(jù)總線是分開的，最理想的是把程序放到代碼區(qū)，從而使取指和數(shù)據(jù)訪問(wèn)各自使用己的總線。內(nèi)部SRAM區(qū)的大小是512MB,用于讓芯片制造商連接片上的SRAM,這個(gè)區(qū)通過(guò)系統(tǒng)總線來(lái)訪問(wèn)。在這個(gè)區(qū)的下部，有一個(gè)1MB的區(qū)間，被稱為位帶區(qū)”。該位帶區(qū)還有一個(gè)對(duì)應(yīng)的32MB的位帶別名（alias）區(qū)”，容納了8M個(gè)位變量”（對(duì)比8051的只有128個(gè)位變量），位帶區(qū)對(duì)應(yīng)的是最低的1MB地址范圍，而位帶別名區(qū)里面的每個(gè)字對(duì)應(yīng)位帶區(qū)的一個(gè)比特。位帶操作只適用于數(shù)據(jù)訪問(wèn)，不適用于取指。通過(guò)位帶的功能，可以把多個(gè)布爾型數(shù)據(jù)打包在單一的字中，卻依然可以從位帶

20、別名區(qū)中，像訪問(wèn)普通內(nèi)存一樣地使用它們。位帶別名區(qū)中的訪問(wèn)操作是原子的，消滅了傳統(tǒng)的讀一改一寫”三步。片上外設(shè)對(duì)應(yīng)512MB的空間，芯片上所有與外圍設(shè)備相關(guān)的寄存器都位于該區(qū)域。這個(gè)區(qū)中也有一條32MB的位帶別名，以便于快捷地訪問(wèn)外設(shè)寄存器，用法與內(nèi)部SRAM區(qū)中的位帶相同。例如，可以方便地訪問(wèn)各種控制位和狀態(tài)位。要注意的是，外設(shè)區(qū)內(nèi)不允許執(zhí)行指令。通常半導(dǎo)體廠商就是修改此區(qū)域的片上外設(shè)，來(lái)達(dá)到各具特色的、個(gè)性化的設(shè)備。還有兩個(gè)1GBW范圍，分別用于連接外部RAM和外部設(shè)備，它們之中沒(méi)有位帶。兩者的區(qū)別在于外部RAM區(qū)允許執(zhí)行指令，而外部設(shè)備區(qū)則不允許。最后還剩下的隱秘地帶，包括了系統(tǒng)級(jí)組件，

21、內(nèi)部私有外設(shè)總線，外部私有外設(shè)總線，以及由提供者定義的系統(tǒng)外設(shè)。私有外設(shè)總線有兩條：AH用有外設(shè)總線，只用于CM3內(nèi)部的AH的卜設(shè)，它們是：NVIC,FPB,DW和ITM。AP幽有外設(shè)總線，既用于CM3內(nèi)部的AP瞰備，也用于外部設(shè)備（這里的外部”是對(duì)內(nèi)核而言）。Cortex-M3允許器件制造商再添加一些片上AP的卜設(shè)至UAP爾有總線上，它們通過(guò)AP噴口來(lái)訪問(wèn)。NVlC/f處的區(qū)域叫做系統(tǒng)控制空間（SCS”，在SCSI的除了NVIC7卜，還有SysTick、MPU以及代碼調(diào)試控制所用的寄存器。最后，未用的提供商指定區(qū)也通過(guò)系統(tǒng)總線來(lái)訪問(wèn)，但是不允許在其中執(zhí)行指令。位帶操作在 間中。 帶別名Cot

22、ex-M3存儲(chǔ)器映射中包括兩個(gè)位操作區(qū)。分別位于SRAM和片上外設(shè)存儲(chǔ)區(qū)的最低1MB空這兩個(gè)位帶中的地址除了可以像普通的RAM一樣使用外，它們還都有自己的位帶別名區(qū)”，位區(qū)把每個(gè)比特膨脹成一個(gè)32位的字形成位地址。當(dāng)你通過(guò)位帶別名區(qū)訪問(wèn)這些字時(shí)，就可以達(dá)位操作對(duì)應(yīng)關(guān)系圖到訪問(wèn)原始比特的目的，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖所。位地址與位別名對(duì)應(yīng)關(guān)系統(tǒng)如下：對(duì)于SRAM位帶區(qū)的某個(gè)位：Aliasaddr0x(A0x)8n)40x(A0x)32n4對(duì)于片上外設(shè)位帶區(qū)的某個(gè)位：Aliasaddr0x(A0x)8n)40x(A0x)32n4在上述表達(dá)式中，A表示要操作的位所在的字節(jié)地址，n（0wnw）7表示位序號(hào)。)x

23、23FFFFFC0x23FFFFF0x23FFFFF40x?3FFFFF0x23FFFFEC0x23FFFFE80x23FFFFE4x23FFFFE0位帶別名區(qū)（共32MB），x2200001c(x0x0x0x2200000C0x0x0x舉例：將地址0x的第2位置1。通過(guò)上述計(jì)算關(guān)系，可計(jì)算出位帶別名為0x。如程序清單所示。程序清單SRAM位操作實(shí)例LDRR0,=0xLDRR1,=0x01STRR1,R0將片上外設(shè)I/O端口的A口的第0位（也即PORTA0）為輸出，其A口的方向寄存器地址為0x,設(shè)置1作為輸出，可根據(jù)上述關(guān)系計(jì)算出位帶別名為0x。如程序清單所示。程序清單片上外設(shè)位操作實(shí)例LDR

24、R0=0xLDRR1,=0x01STRR1,R0注：采用大端格式時(shí)，對(duì)位邦定別名區(qū)的訪問(wèn)必須以字節(jié)方式，否則訪問(wèn)不可預(yù)知。異常ARMCortex-M3中異常涉及異常的類型、優(yōu)先級(jí)、向量表等，本節(jié)并以Luminary系列微控制器為例說(shuō)明異常的具體行為。異常類型在Cortex-M3中有一個(gè)與內(nèi)核緊耦合部件叫嵌套向量中斷控制器（NVIC,NestedVectoredInterruptController），定義了16種系統(tǒng)異常和240路外設(shè)中斷。通常芯片設(shè)計(jì)者可自由設(shè)計(jì)片上外設(shè)，因此具體的片上外設(shè)中斷都不會(huì)用到多達(dá)240路。如表所示系統(tǒng)異常類型，表所示為外設(shè)中斷類型。Cortex-M3中目前只有11

25、種系統(tǒng)異?？捎梅謩e是：系統(tǒng)復(fù)位、NMI（不可屏蔽中斷）、硬件故障、存儲(chǔ)器管理、總線故障、用法故障、SVCall（軟件中斷）、調(diào)試監(jiān)視器中斷、PendSV（系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求卜SysTick（24位定時(shí)器中斷）。240路外設(shè)中斷，是指片上外設(shè)的各模塊，比如I/O口、UART通信接口、SSI總線接口等所需的中斷。表異常類型編號(hào)類型優(yōu)先級(jí)描述0-復(fù)位時(shí)載入向量表的第一項(xiàng)作為主堆棧棧頂?shù)刂贰?復(fù)位-3復(fù)位。2NMI-2不可屏蔽中斷（來(lái)自外部NMI輸入腳）。3硬故障-1當(dāng)故障由于優(yōu)先級(jí)或者是可配置的故障處理程序被禁止的原因而無(wú)法激活時(shí)，所有類型故障都會(huì)以硬故障的方式激活。4存儲(chǔ)器管理可編程MPU不匹配，包括訪

26、問(wèn)沖突和不匹配。5總線故障可編程預(yù)取指故障、存儲(chǔ)器訪問(wèn)故障和其它地址/存儲(chǔ)器相關(guān)的故障。6用法故障可編程由于程序錯(cuò)誤導(dǎo)致的異常，通常是使用一條無(wú)效指令，或都是非法的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。7-10保留-保留11SVCall可編程執(zhí)行SVC旨令的系統(tǒng)服務(wù)調(diào)用。12調(diào)試監(jiān)視器可編程調(diào)試監(jiān)視器（斷點(diǎn)，數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)，或是外部調(diào)試請(qǐng)求）13保留-14PendSV可編程系統(tǒng)服務(wù)的可觸發(fā)（pendable）請(qǐng)求。15SysTick可編程系統(tǒng)節(jié)拍定時(shí)器。表中斷類型編號(hào)類型優(yōu)先級(jí)描述16IRQ#0可編程外設(shè)中斷#017IRQ#1可編程外設(shè)中斷#1,255IRQ#239可編程外設(shè)中斷#239優(yōu)先級(jí)Cortex-M3的異常功能非常

27、強(qiáng)大，機(jī)制非常靈活，異?？梢酝ㄟ^(guò)占先、末尾連鎖和遲來(lái)等處理來(lái)降低中斷的延遲。優(yōu)先級(jí)決定了處理器何時(shí)以及怎樣處理異常。Cortex-M3支持3個(gè)固定的高優(yōu)先級(jí)和多達(dá)256級(jí)的可編程優(yōu)先級(jí)，并且支持128級(jí)搶占，絕大多數(shù)芯片都會(huì)精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)，實(shí)際中支持的優(yōu)先級(jí)數(shù)會(huì)更少，如8級(jí)、16級(jí)、32級(jí)等，通常的做法是裁掉表達(dá)優(yōu)先級(jí)的幾個(gè)低端有效位（防止優(yōu)先級(jí)反車專），以減少優(yōu)先級(jí)的級(jí)數(shù)。比如Luminary的芯片采用8級(jí)優(yōu)先級(jí)。Cortex-M3中NVIC支持由軟件指定的可配置的優(yōu)先級(jí)（稱為軟件優(yōu)先級(jí)），其寄存器地址為：0xE000_E400-0xE000_E4EF通過(guò)對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器的8位PRI_N區(qū)執(zhí)行寫

28、操作，來(lái)將中斷的優(yōu)先級(jí)指定為0-255。硬件優(yōu)級(jí)隨著中斷中的增加而降低。0優(yōu)先級(jí)最高，255優(yōu)先級(jí)最低。指定軟件優(yōu)先級(jí)后，硬件優(yōu)先級(jí)無(wú)效。例如：如果將INTISR0指定為優(yōu)先級(jí)1,INTISR31脂定為優(yōu)先級(jí)0,則INTISR0的優(yōu)先級(jí)比INTISR31低。為了對(duì)具有大量中斷的系統(tǒng)加強(qiáng)優(yōu)先級(jí)控制，Cortex-M3支持優(yōu)先級(jí)分組，通過(guò)NVIC控制，設(shè)置為占先優(yōu)先級(jí)和次優(yōu)先級(jí)?？赏ㄟ^(guò)對(duì)應(yīng)用程序中斷及復(fù)位控制寄存器（AIRCR地址為：0xE000_ED0。的10:8位進(jìn)行設(shè)置。如果有多個(gè)激活異常共用相同的組優(yōu)先級(jí)，則使用次優(yōu)先級(jí)區(qū)來(lái)決定同組中的異常優(yōu)先級(jí)，這就是同組內(nèi)的次優(yōu)先級(jí)。如表應(yīng)用程序中斷及

29、復(fù)位控制寄存器，表為占先優(yōu)先級(jí)和次優(yōu)級(jí)的關(guān)系。表2.6應(yīng)用程序中斷及復(fù)位控制寄存器（AIRCR地址：0xE000ED00位段名稱類型復(fù)位值描述31:16VECTKEYRW-訪問(wèn)鑰匙：任何對(duì)該寄存器的寫操作，都必須同時(shí)把0x05FAf入此段，否則寫操作被忽略。若讀取此半字，則讀回值為0xFA0515ENDIANESSR-指示端設(shè)置。1:大端，0:小端。10:8PRIGROUPR/W0優(yōu)先級(jí)分組2SYSRESETREQW-請(qǐng)求芯片控制邏輯產(chǎn)生一次復(fù)位1VECTCLRACTIVEW-清零所有異常的活動(dòng)狀態(tài)信息。通常只在調(diào)試時(shí)用，或都在OS從錯(cuò)誤中恢復(fù)時(shí)用。0VECTRESETW-復(fù)位Coretex-

30、M3微控制器內(nèi)核。表?yè)屨純?yōu)先級(jí)和次優(yōu)先級(jí)分組位置的關(guān)系分組位置表達(dá)搶占優(yōu)先級(jí)的位段表達(dá)亞優(yōu)先的位段07:10:017:21:027:32:037:43:047:54:057:65:067:76:07無(wú)7:0所有位注：表顯示了利用優(yōu)先級(jí)的8個(gè)位來(lái)配置處理器優(yōu)先級(jí)。如果使用小于8的位來(lái)配置處理器的優(yōu)先級(jí)，則寄存器的低位始終為0,例如，如果使用3個(gè)位來(lái)配置優(yōu)先級(jí)，則PRI_N7:5用來(lái)配置優(yōu)先級(jí)，而PRI_N4:0為4bOOOOo中斷向量表當(dāng)發(fā)生了異常并且要響應(yīng)它時(shí)，Cortex-M3需要定位其服務(wù)例程的入口地址。這此入口地址存儲(chǔ)在所謂異常向量表”中。缺省情況下，Cortex-M3認(rèn)為該表位于零地址

31、處，且各向量占用4字節(jié)。因此每個(gè)表項(xiàng)占用4字節(jié)，復(fù)位后的向量表如表所列。表復(fù)位后向量表地址異常編號(hào)值（32位整數(shù)）0x0000_0000-MSP的初始值0x0000_00041復(fù)位向量（PC始值）0x0000_00082NMI服務(wù)例程的入口地址0x0000_000C3硬fault服務(wù)例程的入口地址其它異常服務(wù)例程的入口地址向量表中的第1個(gè)字為指向堆棧棧頂?shù)闹羔?，?fù)位時(shí)內(nèi)核讀取該地址的數(shù)據(jù)設(shè)置主堆棧。向量表的基地址可以通過(guò)NVIC中的向量偏移寄存器（0XE000ED08）來(lái)設(shè)置，如表所示。從表中可以看出，可以將異常向量表放在Code區(qū)也可以將其放在RAM區(qū)，起始地址也可改變，起始地址是有要求的：

32、必須先求出系統(tǒng)中共有多少個(gè)向量，再把這個(gè)數(shù)字向上記到2的整次哥，而起始地址必須對(duì)齊到后者的邊界上。仞如，如果一共有32個(gè)中斷，則共有32+16（系統(tǒng)異常）=48個(gè)向量，向上記到2的整數(shù)次哥后值為64,因此向量表重定位的地址必須能被64X4=25喊除。表向量偏移量寄存器（0XE000ED08位段名稱類型復(fù)位值描述29TBLOFFR-向量表是在Code區(qū)（0）,還是在RAM區(qū)（1）7-28TBLBASER/0向量表的起始地址W向量表中至少需要有4個(gè)值：棧頂?shù)刂?；?fù)位程序的位置；NMI異常的位置；硬故障的異常的位置。當(dāng)中斷使能時(shí)，不管向量表的位置在哪，它指向所有使能屏蔽的異常。并且如果使用SVC旨令

33、，還需要指定SVCCallISRJ位置。異常的進(jìn)入與退由1 .異常進(jìn)入入棧：當(dāng)處理器發(fā)生異常時(shí)，首先自動(dòng)把8個(gè)寄存器（xPSRPGLRR12、R3、R2、R1、R0）壓入棧，處理器自動(dòng)完成，在自動(dòng)入棧的過(guò)程中，把寄存器寫入棧的時(shí)間順序，并不是寫入空間相對(duì)應(yīng)的，但機(jī)器會(huì)保證正確的寄存器被保存到正確的位置，如圖所示，假設(shè)入棧，棧地址為No地址數(shù)據(jù)N-8N-4N-32N-28N-24N-20N-16N-1211f1r1F1f11_1FPCPSRR0R1R2R3R12LR時(shí)間內(nèi)部入棧示意圖取向量：發(fā)生異常，緊接著內(nèi)核將根據(jù)向量表找出正確的異常向量，然后在服務(wù)程序的入口處預(yù)取指，處理器將取指與取數(shù)據(jù)分別

34、能過(guò)總線控制，使入棧與取指這兩項(xiàng)工作能同時(shí)進(jìn)行，以便快速進(jìn)入中斷。更新寄存器：入棧和取向量操作完成之后，在執(zhí)行服務(wù)程序之前，還必須更新一系列寄存器。SR在入棧后會(huì)把堆棧指針（PSP或MSP）更新到新的位置。在執(zhí)彳T服務(wù)例程時(shí)，將由MSP負(fù)責(zé)對(duì)堆棧的訪問(wèn)。PSR更新IPSR位段（地處PSR的最低部分）的值為新響應(yīng)的異常編號(hào)。PC:在取向量完成后，PC將指向服務(wù)例程的入口地址，LR在出入ISR的時(shí)候，LR的值將得到重新的詮釋，這種特殊的值稱為EXC_RETURN在異常進(jìn)入時(shí)由系統(tǒng)計(jì)算并賦給LR并在異常返回時(shí)使用它。以上是在響應(yīng)異常時(shí)通用寄存器及特殊功能寄存器的變化。另外在NVIC中，也會(huì)更新若干個(gè)

35、相關(guān)寄存器。2 .異常退出當(dāng)異常服務(wù)程序最后一條指令將進(jìn)入異常時(shí)的LR的值加載到PC中。該操作指示中斷服務(wù)結(jié)束，在從異常返回時(shí)處理器將執(zhí)行下列操作之一：如果激活異常的優(yōu)先級(jí)比所有被壓棧（等待處理）的異常的優(yōu)先級(jí)都高，則處理器會(huì)末尾連鎖到一個(gè)激活異常。如果沒(méi)有激活異常，或者如果被壓棧的異常的最高優(yōu)先級(jí)比激活異常的最高優(yōu)先級(jí)要高，則處理器返回到上一個(gè)被壓棧的中斷服務(wù)程序。如果沒(méi)有激活的中斷或被壓棧的異常，則處理器返回線程模式。在啟動(dòng)了中斷返回序列后，下述的處理就將進(jìn)行：出棧：先前壓入棧中的寄存器在這里恢復(fù)。內(nèi)部的出棧順序與入棧時(shí)的相對(duì)應(yīng)，堆棧指針的值也改回先前的值。更新NVIC寄存器：伴隨著異常的

36、返回，它的活動(dòng)位也被硬件清除。對(duì)于外部中斷，倘若中斷輸入再次被置為有效，懸起位也將再次置位，新一次的中斷響應(yīng)序列也可隨之再次開始。異常返回值：異常返回值存放在LR中。這是一個(gè)高28位全為1的值，只有3:0的值有特殊含義，如表所示。當(dāng)異常服務(wù)例程把這個(gè)值送往PC時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)處理器的中斷返回序列。因?yàn)長(zhǎng)R的值是由Cortex-M3自動(dòng)設(shè)置的，所以只要沒(méi)有特殊需求，就不要改動(dòng)它。表EXC_RETUR隔位含義位段31:4EXC_RETURI標(biāo)識(shí)：必須全為1。30=后回后進(jìn)入處理器模1=返回后進(jìn)入線程模式。20=從主堆棧中做出棧操作，返回后使用MSP1=從進(jìn)程堆棧中做出棧操作，返回使用PSR1保留，必須

37、為0。00=回ARM狀態(tài)1射回Thumb狀態(tài)。Cortex-M3中必須為1。因此，上述表格中EXC_RETURN勺值有三種情況：0xFFFF_FFF值回處理器模式；0xFFFF_FFF驅(qū)回線程模式，并使用主堆棧；0xFFFF_FFF亟回線程模式，并使用線程堆棧。例如系統(tǒng)中使用了PendSV異常，服務(wù)程序結(jié)束時(shí)由處理模式返回到線程模式前使用進(jìn)程堆棧，如程序清單所示。程序清單異常返回類型實(shí)例OSPendSV,;異常服務(wù)程序LDRLR,=0Xfffffffd;返回到線程模式進(jìn)程堆棧BXLRCortex-M3異常處理機(jī)制1 .末尾連鎖末尾連鎖能夠在兩個(gè)中斷之間沒(méi)有多余的狀態(tài)保存和恢復(fù)指令的情況下實(shí)現(xiàn)異

38、常背對(duì)背處理。如圖所示。在退出IS進(jìn)入另一個(gè)中斷時(shí)，處理器省略了8個(gè)寄存器的出棧和入棧操作。如果當(dāng)前掛起中斷的優(yōu)先級(jí)比所有被壓棧的異常的優(yōu)先級(jí)都高。則處理器執(zhí)行末尾連鎖機(jī)制。如果掛起中斷的優(yōu)先級(jí)比被壓棧的異常的最高優(yōu)先級(jí)都高，則省略壓棧和出棧操作，處理器立即取出掛起的中斷向量。在退出前一個(gè)IS也后，開始執(zhí)行被末尾連鎖的ISR圖末尾連鎖示意圖2 .異常遲來(lái)在Cortex-M3中遲來(lái)中斷的意思是如果前一個(gè)ISR3E沒(méi)有進(jìn)入執(zhí)行階段，并且遲來(lái)中斷的優(yōu)先級(jí)比前一個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)要高，則遲來(lái)中斷能夠搶占前一個(gè)中斷。如圖所示。圖遲來(lái)異常示意圖IS電取操作。遲來(lái)中斷不保存狀，因?yàn)闋顟B(tài)保存已經(jīng)被 最響應(yīng)遲來(lái)中斷

39、時(shí)需執(zhí)行新的取向量地址和初的中斷執(zhí)行過(guò)了，因此不需要重復(fù)執(zhí)行。嵌套向量中斷控制器嵌套向量中斷控制器，簡(jiǎn)稱NVIC,完成對(duì)中斷的響應(yīng)。NVIC共支持1至240個(gè)外部中斷輸入（通常外部中斷寫作IRQ9。具體的數(shù)值由芯片廠商在設(shè)計(jì)芯片時(shí)決定。NVIC的訪問(wèn)地址是0xE000_E00a所有NVIC的中斷控制/狀態(tài)寄存器都只能在特權(quán)級(jí)下訪問(wèn)。不過(guò)有一個(gè)例外軟件觸發(fā)中斷寄存器可以在用戶級(jí)下訪問(wèn)以產(chǎn)生軟件中斷。所有的中斷控制、狀態(tài)寄存器均可按字、半字、字節(jié)的方式訪問(wèn)。中斷配置內(nèi)容：使能與禁止寄存器掛起與解掛寄存器優(yōu)先級(jí)寄存器活動(dòng)狀態(tài)寄存器另外，下列寄存器也對(duì)中斷處理有重大影響：異常掩蔽寄存器向量表偏移寄存器

40、軟件觸發(fā)中斷寄存器優(yōu)先級(jí)分組寄存器Cortex-M3中異常及中斷的行為如圖所示。分成三級(jí)，由NVIC負(fù)責(zé)管理。中斷掛起NVIC_PEND中斷解掛-NVIC_CLRPEND,系統(tǒng)異常源中斷控制及狀態(tài) 寄存器NVIC INT CTRL外設(shè)中斷源圖異常和中斷控制示意圖1.中斷的使能與禁止此處的中斷使能與禁止，主要是針對(duì)片上外設(shè)240路中斷的控制，使能是向SETENA!?存器對(duì)應(yīng)位寫“1；禁止是向CLREN/W存器對(duì)應(yīng)位寫“1；如表所示。表SETENA/CLRENA存器族名稱類型地址復(fù)位值描述SETENA0R/W0xE000_E1000中斷0-31的使能寄存，共32個(gè)使能位n,中斷#n使能（異常號(hào)16

41、+n）SETENA1R/W0xE000_E1040中斷32-63使能寄存器，共32個(gè)使能位,SETENA7R/W0xE000_E11C0中斷224-239使能寄存器,16個(gè)使能位CLRENA0R/W0xE000_E18000-31禁止，共32個(gè)禁止位,CLRENA7R/W0xE000_E19C0224-239的禁止寄存器，共16個(gè)禁止在Luminary系列的單片機(jī)中，片上外設(shè)中斷對(duì)應(yīng)編號(hào)如表所示:表Luminary單片機(jī)外設(shè)中斷源編號(hào)類型優(yōu)先級(jí)描述0IRQ#0可編程GPIOA1IRQ#1可編程GPIOB2IRQ#2可編程GPIOC3IRQ#3可編程GPIOD4IRQ#4可編程GPIOE5IRQ

42、#5可編程UART06IRQ#6可編程UART17IRQ#7可編程SSI8IRQ#8可編程IC9IRQ#9可編程PWM_Fault10IRQ#10可編程PWM011IRQ#11可編程PWM112IRQ#12可編程PWM213IRQ#13可編程QEI14IRQ#14可編程ADC015IRQ#15可編程ADC116IRQ#16可編程ADC217IRQ#17可編程ADC318IRQ#18可編程Watchdog19IRQ#19可編程T0A20IRQ#20可編程T0B21IRQ#21可編程T1A22IRQ#22可編程T1B23IRQ#23可編程T2A24IRQ#24可編程T2B25IRQ#25可編程An

43、alog_comparator026IRQ#26可編程Analog_comparator127IRQ#27可編程Analog_comparator228IRQ#28可編程System_Control29IRQ#29可編程FLASH_Control30IRQ#30可編程GPIOF31IRQ#31可編程GPIOG32IRQ#32可編程GPIOH33IRQ#33可編程UART234IRQ#34可編程SSI135IRQ#35可編程T3A36IRQ#36可編程T3B37IRQ#37可編程IC138IRQ#38可編程QEI139IRQ#39可編程CAN040IRQ#40可編程CAN141IRQ#41可編程

44、CAN242IRQ#42可編程Ethernet43IRQ#43可編程Hibernate44IRQ#44可編程USB045IRQ#45可編程PWM346IRQ#46可編程uDMASoftwareTransfer47IRQ#47可編程uDMAError這8個(gè)寄存器用于控制240外設(shè)中斷的使能與禁止，向其中的對(duì)應(yīng)位寫入1可以使能相應(yīng)的中斷，中斷使能設(shè)置寄存器0的位0對(duì)應(yīng)外部中斷0號(hào)(GPIOA中斷)，位1對(duì)應(yīng)外部中斷1號(hào)(GPIOB中斷)，依此類推，如表所示。例如使能外部中斷2的操作，如程序清單所示。程序清單使能外部中斷#defineHWREG(x)(*(volatileunsignedchar*)

45、(x)#defineNVIC_EN00xE000E100斷的掛起與角軍掛當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，正在處理同級(jí)或高優(yōu)先級(jí)異常，或者被掩蔽，則中斷不能立即得到響應(yīng)。此時(shí)中斷被掛起。中斷的掛起狀態(tài)可以通過(guò)中斷設(shè)置掛起寄存器(SETPED)”和中斷解掛寄存器(CLRPEND)來(lái)讀取，還可以寫它們來(lái)手工掛起中斷。掛起寄存器和解掛寄存器也可以有8對(duì)，其用法與前面介紹的使能、禁止能寄存器完全相同，見表。表掛起與解掛寄存器名稱類型地址復(fù)位值描述SETPEND0R/W0xE000_E2000中斷0-31的使能寄存，共32個(gè)使能位n,中斷#n使能（異常號(hào)16+n）SETPEND1R/W0xE000_E2040中斷32-63

46、使能寄存器，共32個(gè)掛起位,SETPEND7R/W0xE000_E21C0中斷224-239掛起寄存器，16個(gè)掛起位CLRPEND0R/W0xE000_E28000-31解掛，共32個(gè)解掛位,CLRPEND7R/W0xE000_E29C0224-239的解掛寄存器，共16個(gè)解掛3 .活動(dòng)狀態(tài)每個(gè)外部中斷都有一個(gè)活動(dòng)狀態(tài)位。在處理器執(zhí)行了其ISR的第一條指令后，它的活動(dòng)位就被置1,并且直到ISR返回時(shí)才硬件清零。由于支持嵌套，允許高優(yōu)先級(jí)異常搶占某個(gè)ISR然而，哪怕中斷被搶占，其活動(dòng)狀態(tài)也依然為1（請(qǐng)仔細(xì)琢磨前文講到的直到ISR返回時(shí)才清零）。活動(dòng)狀態(tài)寄存器的定義，與前面講的使能、禁止和掛起、解

47、掛寄存器相同，只是不再成對(duì)出現(xiàn)。它們也能按字、半字、字節(jié)訪問(wèn)，但他們是只讀的，如表所示。表活動(dòng)狀態(tài)名稱類型地址復(fù)位值描述ACTIVE0RO0xE000_E3000中斷0-31的活動(dòng)狀態(tài)寄存器，共32個(gè)狀態(tài)位n,中斷#n活動(dòng)狀態(tài)（異常號(hào)16+n）ACTIVE1RO0xE000_E3040中斷32-63的活狀態(tài)寄存器，共32個(gè)狀態(tài)位。,ACTIVE7RO0xE000_E31C0中斷224-239的活動(dòng)狀態(tài)寄存器，共16個(gè)狀態(tài)位。4 .優(yōu)先級(jí)使用優(yōu)先級(jí)寄存器將0到255個(gè)優(yōu)先級(jí)分別分配名各個(gè)中斷。0代表最高優(yōu)先級(jí)，255則代表最代優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)寄存器首先存放最高位。當(dāng)優(yōu)先級(jí)值為3位時(shí)，存放在字節(jié)的位

48、7:5中。這也意味著某個(gè)應(yīng)用即使不知道可能含有多少個(gè)優(yōu)先級(jí)也可以正常工作。從0xE000_E400開始的地址里，每一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)外部中斷，例如：0xE000_E400對(duì)應(yīng)外部中斷GPIOA、這個(gè)字節(jié)可以設(shè)置GPIOA的中斷優(yōu)先級(jí)、0xE000_E401對(duì)應(yīng)外部中斷GPIOR這個(gè)字節(jié)可以設(shè)置GPIOB勺中斷優(yōu)先級(jí)，依次類推。如表所示。表優(yōu)先級(jí)表名稱類型地址復(fù)位值描述PRI_0R/W0xE000_E4000GPIOA,8位PRI_1R/W0xE000_E4010GPIOB,8位,PRI_239R/W0xE000_E4EF0外中斷#239的優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)部分異常也可以編程實(shí)驗(yàn)優(yōu)先設(shè)置，如表所示。表系統(tǒng)

49、異常優(yōu)先級(jí)寄存器地址名稱類型復(fù)位值描述0xE000_ED18PRI_4存儲(chǔ)器管理fault的優(yōu)先級(jí)0xE000_ED19PRI_5總線fault的優(yōu)先級(jí)0xE000_ED1APRI_6用法fault的優(yōu)先級(jí)0xE000_ED1B-0xE000_ED1C-0xE000_ED1D-0xE000_ED1E-0xE000_ED1FPRI_11SV優(yōu)先級(jí)0xE000_ED20PRI_12調(diào)試監(jiān)視器的優(yōu)先級(jí)0xE000_ED21-0xE000_ED22PRI_14PendSV勺優(yōu)先級(jí)0xE000_ED23PRI_15SysTick勺優(yōu)先級(jí)設(shè)置Luminary處理器外部中斷優(yōu)先級(jí)：外部2號(hào)中斷外部12號(hào)中斷

50、外部7號(hào)中斷外部4號(hào)中4號(hào)中斷的優(yōu)先級(jí)為最低，如程序清單所示。程序清單設(shè)置外部中斷優(yōu)先級(jí)#defineHWREGB(x)(*(volatileunsignedchar*)(x)#definePRI20xE000E402常屏蔽寄存器PRIMASKFAULTMASKBASEPRIPRIMASK用于禁止在NMI和硬fault之外的所有異常，它有效地把當(dāng)前優(yōu)先級(jí)改為0（可編程優(yōu)先級(jí)中的最高優(yōu)先級(jí)）。該寄存器可以通過(guò)MRS和MSR以下例方式訪問(wèn)： .關(guān)中斷MOVR0,#1MSRPRIMASK,R0 .開中斷MOVR0,#0MSRPRIMASK,R0此外，還可以通過(guò)CPSf令快速完成上述功能：CPSIDi關(guān)中斷CPSIEi開中斷FAULTMASKM絕，它把當(dāng)前優(yōu)先級(jí)改為-1。這么一來(lái)，連硬fault都被掩蔽了。使用方案與PRIMASK的相似。但要注意的是，F(xiàn)AULTMAS般在異常退出時(shí)自動(dòng)清零。BASEPRfc要屏蔽優(yōu)先級(jí)等于和低于某一個(gè)數(shù)值的異常。6 .其他異常的配置寄存器用法fault,總線fault以及存儲(chǔ)器管理fault都是特殊的異常，因此給它們開了小灶。其中，它們的使能控制是通過(guò)系統(tǒng)Handler控制及狀態(tài)寄存器（SHCSR）（地址：0xE000_ED