Cortex-M3是一款A(yù)RM處理器內(nèi)核

大家都應(yīng)該知道STM32、Cortex-M3、ARMv8-M與ARM有關(guān)，但可能分不清他們是什么關(guān)系，或者具體是什么東西。

一、總述ARMv8-M：是一款A(yù)RM架構(gòu)。ARM架構(gòu)分為：ARMv1、 ARMv2 ··· ARMv8。而ARMv8分為：ARMv8-A、 ARMv8-R、 ARMv8-M。

Cortex-M3：是一款A(yù)RM處理器內(nèi)核，也可以理解為ARM處理器家族之中的一個(gè)成員。ARM處理器內(nèi)核分為：經(jīng)典核心和Cortex核心。傳統(tǒng)的核心：ARM7、ARM9等。Cortex核心：Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M等。

STM32：是一款A(yù)RM內(nèi)核的處理器芯片。STM32絕大部分是Cortex-M內(nèi)核，也有少部分包含Cortex-A7（比如：STM32MP）。

如圖：

其實(shí)還可以細(xì)分很多內(nèi)容，除了這些，還有一些我們常見(jiàn)的內(nèi)容，比如ARM指令集、Thumb-2指令集等。

以上是總述的內(nèi)容，下面再進(jìn)一步描述其中的一些細(xì)節(jié)。

二、架構(gòu)

從1995年開(kāi)始，《ARM體系結(jié)構(gòu)參考手冊(cè)》是ARM文檔的主要來(lái)源，提供了關(guān)于ARM處理器架構(gòu)和指令集，區(qū)分接口，所有的ARM處理器的支持（如指令語(yǔ)義）的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)可能會(huì)有所不同。該體系結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間的演變，并與Cortex系列的核心開(kāi)始，存在三個(gè)“配置”的定義如下：

“應(yīng)用”配置： Cortex-A 系列

“嵌入式”配置： Cortex-R 系列

“微處理器”配置： ARM Cortex-M 系列。

每個(gè)配置允許有其子集的架構(gòu)。例如，用于ARMv6-M配置（所使用的Cortex M0 / M0+/ M1）的一個(gè)子集ARMv7-M架構(gòu)（支持較少的指令）。

三、CPU模式

在任何時(shí)刻，CPU只可處于某一種模式，但可由于外部事件（中斷）或編程方式進(jìn)行模式切換。

用戶模式：僅非特權(quán)模式。

系統(tǒng)模式：僅無(wú)需例外進(jìn)入的特權(quán)模式。僅以執(zhí)行明確寫入CPSR的模式位的指令進(jìn)入。

（svc） 模式：在CPU被重置或者SWI指令被執(zhí)行時(shí)進(jìn)入的特權(quán)模式。

Abort 模式：預(yù)讀取中斷或數(shù)據(jù)中斷異常發(fā)生時(shí)進(jìn)入的特權(quán)模式。

未定義模式：未定義指令異常發(fā)生時(shí)進(jìn)入的特權(quán)模式。

干預(yù)模式：處理器接受一條IRQ干預(yù)時(shí)進(jìn)入的特權(quán)模式。

快速干預(yù)模式：處理器接受一條IRQ干預(yù)時(shí)進(jìn)入的特權(quán)模式。

Hyp 模式：armv-7a為cortex-A15處理器提供硬件虛擬化引進(jìn)的管理模式。

四、ARM授權(quán)方式

ARM公司本身并不靠自有的設(shè)計(jì)來(lái)制造或出售CPU，而是將處理器架構(gòu)授權(quán)給有興趣的廠家。

標(biāo)題中的STM32就是屬于ARM公司授權(quán)Cortex-M內(nèi)核給ST公司生產(chǎn)的一款處理器。

ARM提供了多樣的授權(quán)條款，包括售價(jià)與散播性等項(xiàng)目。對(duì)于授權(quán)方來(lái)說(shuō)，ARM提供了ARM內(nèi)核的集成硬件敘述，包含完整的軟件開(kāi)發(fā)工具（編譯器、debugger、SDK），以及針對(duì)內(nèi)含ARM CPU硅芯片的銷售權(quán)。

許多半導(dǎo)體公司持有ARM授權(quán)：Atmel、 ST、NXP、 TI、 IBM等。

在知識(shí)產(chǎn)權(quán)工業(yè)，ARM是廣為人知最昂貴的CPU內(nèi)核之一。單一的客戶產(chǎn)品包含一個(gè)基本的ARM內(nèi)核可能就需索取一次高達(dá)美金20萬(wàn)的授權(quán)費(fèi)用。而若是牽涉到大量架構(gòu)上修改，則費(fèi)用就可能超過(guò)千萬(wàn)美元。

五、ARM核心時(shí)間線

早在1993年，經(jīng)典的ARM7就問(wèn)世了，直到現(xiàn)在大家看到的Cortex-A系列處理器。

其實(shí)，在ARM7之前，都還有一些相關(guān)的處理器，感興趣的朋友可以上網(wǎng)了解。
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