1.M3整体架构
整体的架构刚接触时并不明白各个模块的作用，但是主要的4个部分以及一些测试点
- core——内核包括寄存器、累加单元、对指令的取指、译码、执行等
- NVIC——向量中断控制
- MPU——保护单元（黑客的目标）
- Bus matrix——哈佛结构，指令和数据分离
- test points——一些测试点
一开始了解一下就好，慢慢去熟悉；
2.内核寄存器（19组）
- 通用寄存器R0 - R12，共13个
R0 - R7的寄存器：32位Thumb-2指令与16位Thumb指令均可访问
R8 - R12的寄存器：32位Thumb-2指令可访问
R13：MSP、PSP（栈）同一时间只能使用其中一个
R14：连接寄存器，存储子程序指针
R15：程序计数寄存器
程序状态字寄存器组xPSR：可分为3个寄存器进行访问，包括应用程序APSR、中断号IPSR、执行EPSR
中断屏蔽寄存器组：
PRIMASK ，单一比特位，置位后，除NMI与硬fault外，其他中断都不响应；
FAULTMASK ，单一比特位，置位后，除NMI外，其他中断都不响应；
BASEPRI，共有9位，中断号小于等于该寄存器设置值的中断都不响应；
控制寄存器CONTROL：
Control[0] 0决定特权级线程模式；1用户级线程模式；
Control[1] 0主堆栈；1进程堆栈；
3.内核流水技术
如下图，如果不采用流水的话，那么只能等到N中的execute执行完毕后才进行N+1中的fetch，此时如果后面排了很多指令的话那么将会浪费很多时间。
4.内核接口
- AHB-Lite
它主要分为3个部分：
①指令接口Icode (0x00000000~0x1FFFFFFF)
②数据接口Dcode (0x00000000~0x1FFFFFFF)
③系统总线System bus (0x20000000~0xDFFFFFFF)
- PPB(0xE0040000~0xE00FFFFF)
内部的debug以及寄存器的访问
5.NVIC
向量中断控制器，简称NVIC；NVIC共支持1至240外部中断输入(IRQs)+1不可屏蔽中断(NMI)；NVIC的访问起始地址是0xE000E000；所有NVIC的中断控制/状态寄存器都只能在特权级下访问；软件触发中断寄存器可以在用户级下访问以产生软件中断；所有的中断控制/状态寄存器均可按字/半字/字节的方式访问
5.1 中断使能与清除
- 每个中断对应一个Enable和Clear寄存器
- 1~240分别映射到8对32 bits寄存器
- Enable和Clear按照写1清方式完成使能和清除
5.2 中断Pending
在当前中断执行时，有更高优先级的中断触发，那么当前中断则会被挂起，通过pending存入寄存器中，等更高级的优先级完成后，继续刚才的中断；
6.中断机制
- 中断响应
①入栈，把8个寄存器的值压入Dcode
②取向量，从向量表中找出对应的入口地址Icode
③更新相关的寄存器，如：
SP:在入栈中会把堆栈指针（PSP或MSP)更新到新的位置
LR:LR的用法将被重新解释
PC:PC将指向服务例程的入口地址
PSR:IPSR位段（地处PSR的最低部分）会被更新为新响应的异常编号
NVIC:新响应异常的悬起位将被清除，同时其活动位将被置位
- 中断退出
①退出指令
②出栈，先前压入栈中的寄存器恢复
③更新NVIC寄存器，活动位硬件清零
- 咬尾中断
和ARM7对比，减少了不必要的出栈和入栈，节省了时间
- 中断延迟
①定义：从检测到某中断请求，到执行了其服务例程的第一条指令时间
②理想条件:12个处理器时钟周期
③增加延迟的因素（如果延迟太长则需要排除下面的一些因素）:
多周期指令(除法、LDRD，STRD)
总线拥塞
多中断请求，优先级仲裁
中断嵌套
中断屏蔽
- 中断异常（Fault）处理
经过相应的一些寄存器上报到core进行处理：
入栈异常：总线fault状态寄存器(BFSR，0xE000_ED29 bit4 : STKERR)
出栈异常：总线fault状态寄存器(BFSR，0xE000_ED29 bit3 : UNSTKERR)
取向量异常：硬fault状态寄存器(HFSR，0xE000_ED2C bit1 : VECTTBL)
响应异常：用法Fault状态寄存器(UFSR，0xE000_ED2A bit2 : INVPC or bit1 : INVSTATE)
7.内存映射
Cortex-m3是一个32位处理器，其地址总线、数据总线都是32位的，故可在4G的地址范围上资源寻址。Cortex-m3内核把4G空间划定了基本的框架，定义不同的使用用途：
0x0000 0000 ----0x1FFF FFFF (512MB) 该区域为code区（flash区），供指令总线与数据总线取指取数使用；可以执行指令；
0x2000 0000 ----0x3FFF FFFF (512MB) 该区域为片上SRAM区，芯片制造商可在此布设RAM，可以将代码复制到此处运行，该区域也是可以执行指令code的；低1MB空间可位寻址，通过位带别名可扩展为32Mb的位寻址。
0x4000 0000 ----0x5FFF FFFF (512MB)该区域为"片上外设"区 ，主要为片上外设的相关寄存器，即特殊功能寄存器区，同理低1MB也可位寻址；该区域不可执行代码；
0x6000 0000 ----0x9FFF FFFF（1G）该区域为片外RAM区，该区域可执行代码；
0xA000 0000 ----0xDFFF FFFF（1G）该区域为片外外设区，该区域不可执行代码；
0xE000 0000 ----0xFFFF FFFF（1G）该区域为系统区，该区域不可执行代码；
该系统区又分为两部分：
内部私有外设区0xE000 0000 ----0xE003 FFFF（256KB）主要有NVIC,FPB,DWT，ITM等
外部私有外设区0xE004 0000 ----0xE00F FFFF（512+256=768KB）有ROM表，ETM,TPIU等
8.bit banding
我们都知道一个地址对应8bit，那么地址0x20000000对应8bit；当我想操作0x20000000的第[0]位时，我直接可以用公式来计算出其对应的地址；公式：word_addr = bit_base + (byte_offset x 32)+ (bit_number x 4)
而以前是怎么做的呢？以前需要将0x20000000存到寄存器中做or的操作再取出，操作很麻烦；
参考：
1.https://www.cnblogs.com/nevel/p/6354585.html
2.移知MCU前端设计相应课程
