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选择ARM处理器的ARM7还是Cortex-M3

时间:11-17 来源:互联网 点击:

4.中断

  Cortex-M3的另一个创新在于嵌套向量中断控制器NVIC(Nested Vector Interrupt Controller)。相对于ARM7使用的外部中断控制器,Cortex-M3内核中集成了中断控制器,芯片制造厂商可以对其进行配置,提供基本的32个物理中断,具有8层优先级,最高可达到240个物理中断和256个中断优先级。此类设计是确定的且具有低延迟性,特别适用于汽车应用。

  NVIC使用的是基于堆栈的异常模型。在处理中断时,将程序计数器,程序状态寄存器,链接寄存器和通用寄存器压入堆栈,中断处理完成后,在恢复这些寄存器。堆栈处理是由硬件完成的,无需用汇编语言创建中断服务程序的堆栈操作。
中断嵌套是可以是实现的。中断可以改为使用比之前服务程序更高的优先级,而且可以在运行时改变优先级状态。使用末尾连锁(tail-chaining)连续中断技术只需消耗三个时钟周期,相比于32个时钟周期的连续压、出堆栈,大大降低了延迟,提高了性能。

  如果在更高优先级的中断到来之前,NVIC已经压堆栈了,那就只需要获取一个新的向量地址,就可以为更高优先级的中断服务了。同样的,NVIC不会用出堆栈的操作来服务新的中断。这种做法是完全确定的且具有低延迟性。

5.睡眠

  Cortex-M3的电源管理方案通过NVIC支持Sleep Now,Sleep on Exit,(退出最低优先级的ISR)和SLEEPDEEP modes这三种睡眠模式。

  为了产生定期的中断时间间隔,NVIC还集成了系统节拍计时器,这个计时器也可以作为RTOS和调度任务的心跳。这种做法与先前的ARM架构的不同之处就在于不需要外部时钟。

6.存储器保护单元

  存储器保护单元是一个可选组建。选用了这个选项,内存区域就可以与应用程序特定进程按照其他进程所定义的规则联系在一起。例如,一些内存可以完全被其他进程阻止,而另外一部分内存能对某些进程表现为只读。还可以禁止进程进入存储器区域。可靠性,特别是实时性因此得到重大改进。

7.调试

对Cortex-M3处理器系统进行调试和追踪是通过调试访问端口(Debug Access Port)来实现的。调试访问端口可以是一个2针的串行调试端口(Serial Wire Debug Port)或者串行JTAG调试端口(Serial Wire JTAG Debug Port)。通过Flash片、断点单元、数据观察点、跟踪单元,以及可选的嵌入式跟踪宏单元(Embedded Trace Macrocell)和指令跟踪宏单元(InstrumentaTIon Trace Macrocell)等一系列功能相结合,在内核部分就可以采用多种类型的调试方法及监控函数。例如,可以设置断点、观察点、定义缺省条件或执行调试请求、监控停止操作或继续操作。所有的这些功能在ARM架构的产品中已经实现,只是Cortex-M3将这些功能整合起来,方便开发人员使用。

8.应用范围

  虽然ARM7内核并没有像Cortex系列那样集成很多外设,但是大量的基于ARM7的器件,从通用MCU,到面向应用的MCU、SOC甚至是Actel公司基于ARM7内核的FPGA,都拥有更为众多的外围设备。大约有150种MCU是基于ARM7内核的(根据不同的统计方法,这个数字可能会更高)。

  你会发现ARM7都可以实现几乎所有的嵌入式应用,或采用定制的方式来满足需求。基于标准内核,芯片厂商可以加入不同类型、大小的存储器和其他外围设备,比如串行接口、总线控制器、存储器控制器和图形单元,并针对工业、汽车或者其他要求苛刻的领域,使用不同的芯片封装,提供不同温度范围的芯片版本。芯片厂商也可能绑定特定的软件,比如TCP/IP协议栈或面向特定应用的软件。

  例如,STMicroelectronics公司的STR7产品线有三个主要系列共45个成员,具有不同的封装和存储器。每一个系列都针对特定的应用领域,具有不同外设集合。比如STR730家族是专为工业和汽车应用设计的,因此具有可扩展的温度范围,包括多个I/O口和3个CAN总线接口。STR710则是面向于消费市场以及高端的工业应用,它具有多个通信接口,比如USB、CAN、ISO7816以及4个UART,还有大容量的存储器和一个外部存储器接口。

  芯片厂商也可以选择利于开发人员开发产品的措施,比如采用ARM的嵌入式跟踪宏单元ETM(Embedded Trace Macrocell),并提供开发和调试工具。

  Luminary、STMicroelectronics这两家公司已经有基于Cortex-M3的芯片,其他公司如NXP、Atmel也宣布生产该类产品。

9.配套工具

  ARM7应用已经非常普及,它已经有非常多第三方的开发和调试工具支持。在ARM的网站上有超过130家工具公司名称列表。
  
  大多数厂商提供了基本的开发板,并提供下载程序的接口、调试工具以及外部设备的驱动,包括LED灯的显示状态或者屏幕上的单行显示。通常,开

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