【微处理器系统原理与应用设计第四讲】Cortex-M4处理器内核和存储系统以及异常处理机制

一. Cortex-M4处理器的主要特点

(1)32位RISC处理器,其内核采用哈佛总线结构(程序指令存储和数据存储分开),取指令和数据访问可以同时进行。

(2)内部含有32位寄存器组,内部数据通路和总线接口,可以高效处理8位和16位数据,还支持涉及64位数据的多种运算

(3)工作在Thumb状态,采用Thumb-2指令体系。

区分ARM状态和Thumb状态:

1. ARM状态是ARM处理器的默认状态,支持所有32位的指令集,在ARM状态下,存储器可以同时访问32位的数据和地址空间,具有更好的代码效率和执行速度。

2. Thumb状态是另一种工作状态,支持16位指令集,有着更高的代码密度和功耗。Thumb-1指令是16位的指令格式,能够提供基本的数据处理和流程控制操作,包括算术运算、逻辑运算、条件分支和跳转等。而Thumb-2指令则是32位的指令格式,可以执行高级的数据处理和存储访问操作,并且支持更复杂的程序控制结构,如循环和函数调用等。同时,Thumb-2指令还能够使用更强大的32位数据寄存器,提高了数据处理性能。

二. 寄存器组

寄存器组中有16个寄存器,其中13个32位通用寄存器,另外三个有特殊用途。

(1)通用寄存器R0~R12

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