STM32微控制器原理及应用 课件 第1章 嵌入式系统概述.ppt

ARM处理器系列2.2Cortex-M3内核Cortex-M3系列微处理器的主要特点如下：（1）Thumb-2指令集架构（ISA,InstructionSetArchitecture）。（2）哈佛处理器架构，在加载/存储数据的同时能够执行指令取指。（3）三级流水线。（4）32位单周期乘法。（5）具备硬件除法。（6）Thumb状态和调试状态。（7）处理模式和线程模式。（8）ISR（InterruptServiceRoutine）的低延迟进入和退出。（9）可中断-可继续的LDM/STM（批量传输数据的指令），PUSH/POP。（10）ARMv6类型BE8/LE支持。（字节不变式大端模式big-endian/小端模式little-endian）（11）ARMv6非对齐访问。（12）分支预测功能关于指令集Cortex－M3处理器采用ARMv7-M（哈佛）架构。它采用Thumb-2指令集。包括所有的16位Thumb指令集和基本的32位Thumb-2指令集架构，Cortex-M3处理器不能执行ARM指令集。Thumb-2在Thumb指令集架构（ISA）上进行了大量的改进，它与Thumb相比，具有更高的代码密度并提供16/32位指令的更高性能。为兼容数据总线宽度为16位的应用系统，ARM体系结构除了支持执行效率很高的32位ARM指令集以外，同时支持16位的Thumb指令集。Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，是针对代码密度问题而提出的，它具有16位的代码宽度。与等价的32位代码相比较，Thumb指令集在保留32位代码优势的同时，大大的节省了系统的存储空间。Cortex-M3只支持必威体育精装版的Thumb-2指令集，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，这种切换会降低性能。Thumb-2指令集的设计是专门面向C语言的，切包括If/Then结构、硬件除法以及本地位域操作。Thumb-2指令集允许用户在C代码层面维护修改程序。Thumb-2指令集也包含了调用汇编代码的功能。综合以上优势，新产品的开发将更易于实现，上市时间也大为缩短。三级流水线----取指、译码、执行关于工作状态Coretx-M3处理器有2种工作状态。Thumb状态：这是16位和32位“半字对齐”的Thumb和Thumb-2指令的执行状态。调试状态：处理器停止并进行调试，进入该状态。关于工作模式Cortex-M3处理器支持2种工作模式：线程模式和处理模式。在复位时处理器进入“线程模式”，异常返回时也会进入该模式，特权和用户（非特权）模式代码能够在“线程模式”下运行。出现异常模式时处理器进入“处理模式”，在处理模式下，所有代码都是特权访问的。关于中断Cortex-M3的一个创新在于嵌套中断向量控制器（NVIC，NestedVectoredInterruptController），是Cortex-M3内部的独有集成单元。NVIC提供如下的功能：可嵌套中断支持向量中断支持动态优先级调整支持中断延迟大大缩短中断可屏蔽ARM数据存储格式Cortex-M3处理器能够以小端格式或大端格式访问存储器中的数据字，而访问代码时始终使用小端格式。小端格式是ARM处理器默认的存储器格式。2.3产品介绍在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前，意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列、增强型系列；新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包括64KB到256KB闪存和20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三种封装，不同的封装保持引脚排列一致性，结合STM32平台的设计理念，开发人员通过选择产品可重新优化功能、存储器、性能和引脚数量，以最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。LQFP也就是薄型QFP（Low-profileQuadFlatPackage）指封装本体厚度为1.4mm的QFP，是日本电子机械工业会制定的新QFP外形规格所用的名称。QFP封装：这种技术的中文含义叫四方扁平式封装技术（QuadFlatPackage），该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小，管脚很细。一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数一般都在100以上。该技术封装CPU时操作方便，可靠性高；而且其封装外形尺寸较小，寄生参数减小，适合高频应用；该技术主要适合用SMT表面贴装技术在PCB上安装布线。LFBGA封装：也就是薄型FBGAFBGA（Fine-PitchBallGridA