CMSIS 简介

原文链接：CMSIS: Introduction

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CMSIS 简介

CMSIS（通用微控制器软件接口标准）是一套 API、软件组件、工具和工作流，旨在：

• 简化软件重用；

• 降低微控制器开发者的学习门槛；

• 加快项目构建与调试速度；

• 缩短新应用的上市周期。

CMSIS 起初是基于 Arm® Cortex®-M 的通用硬件抽象层，后来扩展支持入门级的 Cortex-A 处理器。它通过定义通用工具接口并提供简洁的软件接口，简化了对处理器和外设的访问。

CMSIS 致力于推动行业标准化。在各种开发工具和微控制器平台之间提供一致的软件层和设备支持，不会引入大的软件开销，也不定义标准外设，因此芯片厂商可以灵活支持各种 Arm Cortex 设备。

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CMSIS 组件

基础组件（Arm::CMSIS）

• 为设备的基本功能提供软件抽象；

• 同一 GitHub 仓库维护，打包为 Arm::CMSIS：

组件	描述
CMSIS-Core	Cortex 处理器标准化访问接口
CMSIS-Driver	中间件通用外设驱动接口
CMSIS-RTOS2	实时操作系统通用 API

扩展组件（独立 CMSIS-Pack）

组件	描述
CMSIS-DSP	嵌入式系统优化的计算函数
CMSIS-NN	高效神经网络内核
CMSIS-View	事件记录器和组件可视化技术
CMSIS-Compiler	标准 C 库 IO 重定向工具

工具（独立维护）

工具	描述
CMSIS-Toolbox	CMSIS 软件包处理命令行工具
CMSIS-Stream	优化 DSP/ML 数据流的工具与方法
CMSIS-DAP	CoreSight 调试访问端口的调试单元固件
CMSIS-Zone	系统资源描述与分区配置工具

规范

规范	描述
CMSIS-Pack	软件与设备/板支持交付机制
CMSIS-SVD	用于调试视图的外设描述格式

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CMSIS 的优势

• 降低开发门槛与成本，加快上市时间；

• 一致的软件接口提升代码可移植性与可复用性；

• 提供调试连接、外设视图、软件交付和设备支持接口；

• 编译器无关，主流编译器均可支持；

• 增强调试功能：支持 ITM printf 输出、外设信息查看；

• 使用 CMSIS-Pack 格式简化分发与更新；

• CMSIS-Zone 简化多核、内存区和外设的系统分区配置；

• CMSIS-Toolbox 支持 CMake 和集成开发环境（如 VS Code）；

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开发模式

CMSIS 与多家芯片和软件厂商合作开发，致力于为外设、RTOS、中间件提供统一接口，支持跨厂商组件组合开发。

CMSIS 是开源协作开发，基础仓库托管在：github.com/Arm-software/CMSIS_6。

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编码规则

• 遵循 ANSI C（C99）与 C++（C++03）标准；

• 使用 <stdint.h> 中定义的数据类型；

• #define 表达式使用括号；

• 遵循 MISRA C:2012，但不强制符合，偏差会记录；

• 标识符建议：

  • 全大写用于核心/外设寄存器、指令；

  • 驼峰命名用于函数和中断；

  • 使用命名空间前缀避免冲突；

注释格式符合 Doxygen 要求，如：

/**
 * @brief 在 NVIC 控制器中使能中断
 * @param IRQn 中断号
 * @return 无
 */

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验证

CMSIS 组件使用 Arm Compiler 6（基于 LLVM）和 GCC 验证。与 C/C++ 标准兼容，符合 Arm ABI。

部分组件拥有专用测试集（如 CMSIS-Driver 和 CMSIS-RTOS2）。CMSIS C 代码尽力符合 MISRA C:2012，但未强制执行，C++ 不做检查以避免与 C 冲突。

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从 CMSIS v5 迁移

CMSIS v6 主要功能与 v5.9.0 相同，但结构和命名可能有所不同。建议阅读：

• 从 CMSIS v5 迁移指南

• CMSIS-Pack 迁移指南

注意：v6.0.0 中 Cortex-M 的头文件有不兼容变化，请查阅修订历史。

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许可证

CMSIS 遵循 Apache 2.0 License，由 Arm 免费提供。