STM32学前班教程之一：为什么选择STM32？

4.支持位绑定操作
以前的ARM内核不支持位操作，当需要对一个变量或端口的某一位操作时，先要用逻辑与/或指令屏蔽其他的位，使位操作需要较多的指令和时钟周期。ARM
Cortex-M3采用了一种特殊的方法——位绑定：把一个地址单元的32位变量中的每一位，通过一个简单的地址转换算法，映射到另一个地址空间，每一位占用一个地址，对此地址空间的操作，只有数据的最低一位是有效的，其余高31位的值被忽略。相当于把一个“横”的32位字给“竖”起来。这样对新的映射空间操作时，就可以不用屏蔽操作，优化了RAM和I/O寄存器的读写，提高了位操作的速度。
这种方法粗看起来好像损失了很多地址空间，其实对于32位的ARM处理器而言，总共可以寻址4GB的空间，而对于一个MCU来说，一般只用到几百KB的空间。所以这种处理方法丝毫不会影响一个MCU的正常使用，又大大简化了处理器的设计，可以说是一种良策。

5.支持串行调试（SWD）
ARM处理器一般都使用JTAG调试接口，使得仿真、调试工具统一而廉价，方便了用户开发。但JTAG调试接口至少要占用芯片的5-6个引脚，这对于一些引脚较少的MCU来说，有时会对仿真调试和I/O使用带来麻烦。
ARM
Cortex-M3在保持原来JTAG调试接口的基础上，还支持串行调试（SWD）。使用SWD时，只占用2个引脚，就可以进行所有的仿真和调试，节省了调试用引脚，用户就可以使用更多的引脚。
另外，Cortex-M3支持8个硬件断点（ARM7、ARM9只支持2个硬件断点），可以减少断点调试时对代码的影响，保证仿真、调试的时序准确性。

6.内核支持低功耗模式
ARM内核已经是一个高性能、低功耗的内核，但ARM7、ARM9等内核本身只有运行/停止模式，没有其他模式。各芯片厂商只能在内核基础上，对各自加入的外设定义各种低功耗模式。Cortex-M3加入了类似于8位处理器的内核低功耗模式，支持3种功耗管理模式：通过一条指令立即睡眠；异常/中断退出时睡眠；深度睡眠。使整个芯片的功耗控制更为有效。以STM32为例，其RAM和寄存器状态保持的停机模式耗电仅为14uA，从此状态的启动时间仅为7us。
Cortex-M3的运行功耗（Active Mode）也很低。以STM32系列微控制器为例，其典型功耗约为500uA/MHz，也只是目前业界超低功耗单片机MSP430系列（约为250uA/MHz）的2倍。但MSP430是16位处理器，而STM32是32位处理器。

7.高效的Thumb2 16/32位混合指令集
ARM7、ARM9等内核使用不同的处理器状态分别执行32位的ARM指令和16位的Thumb指令，使用状态切换指令完成ARM状态和Thumb状态的切换。Cortex-M3使用更高效的Thumb2指令集，它是一种16/32位混合编码指令，兼容Thumb指令。对于一个应用程序编译生成的Thumb2代码，以接近Thumb编码的代码尺寸，达到了接近ARM编码的运行性能。Thumb2是一种紧凑、高效的新一代指令集。
Thumb2指令集是面向高级语言的指令集，适合于C语言编程，由编译器生成目标代码，不建议直接使用Thumb2汇编语言编程。

8. 32位硬件除法和单周期乘法
以往的ARM处理器没有除法指令，在某些除法密集型应用中性能不尽如意。Cortex-M3加入了32位除法指令，弥补了这一缺陷，使Cortex-M3可以和其他通用处理器一样，完成各种数学运算操作。
Cortex-M3还改进了乘法运算部件，32结果的32位x32位乘法操作只要一个时钟周期。这一性能使得使用Cortex-M3来进行乘、乘加运算时，已逼近DSP的性能，因此特别适合一些需要简单DSP的应用领域，如电机控制、数字滤波、FFT变换等。
需要指出的是，32位的乘/除运算，对于一个8位机而言，已经是一段比较复杂的程序，而对于32位的Cortex-M3而言，只需一句指令。因此，即使二者工作主频一样，实际运行性能也不是一个数量级的。