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Cortex-M3的异常和中断资料下载
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2021-04-22
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作者：sunheshan
1、 异常
M3支持15个系统异常，240个外部异常IRQ，其中NMI，复位，hardfault三个异常的优先级固定不可更改且是负数，其余的都可编程。
M3的异常分为抢占优先级和子优先级。
2 、关于中断优先级
M3中，除了复位，NMI以及硬fault有固定的优先级，其他优先级都是可编程的。原则上，CM3支持3个固定的高优先级和多达256级的可编程优先级，并且支持128级抢占。但是，绝大多数CM3芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数会更少，如8级，16级，32级等。它们在设计时会裁掉表达优先级的几个低端有效位。
如使用3个位表示优先级则配置寄存器的结构如图所示：
在M3中，优先级分为两个部分，一个是抢占优先级优先级，一个是子优先级。在计算抢占优先级和子优先级的有效位数时，必须要知道：
1、芯片实际使用了多少位来表达优先级
2、优先级组是如何划分的。
举个例子，如果只使用3个位来表达优先级（[7:5]），并且优先级组的值是5（从比特5处分组），则得到4级抢占优先级，且在每个抢占优先级的内部有2个子优先级，
当然也可设置全部是抢占优先级没有子优先级
在编写应用程序的时候，只需要系统所需要的中断分组和组内优先级即可，直接调用m3提供的API函数即可。
在CM3中，允许使用3个位到8个位来表达优先级。为了确定具体的位数，可以先往一个优先级寄存器中写0xFF，再读回来，读出多少个1，就表示使用多少个位来表达优先级。
关于中断配置基础
每个外部中断都在NVIC的下列寄存器中“挂号”：
1、使能与除能寄存器
2、悬起与“解悬”寄存器
3、优先级寄存器
4、活动状态寄存器
5、异常掩蔽寄存器（PRIMASK, FAULTMASK以及BASEPRI）
另外，下列寄存器也对中断处理有重大影响：
1、向量表偏移量寄存器
2、软件触发中断寄存器
3、优先级分组位段
其他异常配置寄存器
系统Handler控制及状态寄存器SHCSR用法fault，总线fault以及存储器管理fault都是特殊的异常，因此给它们开了小灶。它们的使能控制都是通过SHCSR来实现，各种faults的悬起状态和大多数系统异常的活动状态也都在该寄存器中。
中断控制及状态寄存器ICSR
在大多数情况下，它们对于应用软件都没有什么用处，只有悬起位对应用程序常常比较有参考价值。
异常屏蔽寄存器
PRIMASK用于除能在NMI和硬fault之外的所有异常，它有效地把当前优先级改为0（可编程优先级中的最高优先级）。该寄存器可以通过MRS和MSR以下例方式访问：
1、关中断
MOV R0, #1
MSR PRIMASK, R0
2、开中断
MOV R0, #0
MSR PRIMASK, R0
此外，还可以通过CPS指令快速完成上述功能：
CPSID i ;关中断
CPSIE i ;开中断
FAULTMASK更绝，它把当前优先级改为-1。这么一来，连硬fault都被掩蔽了。使用方案与PRIMASK的相似。但要注意的是，FAULTMASK会在异常退出时自动清零。
掩蔽寄存器虽然能一手遮天，却都动不了NMI，因为NMI是用在最危急的情况下的。因此系统为它开出单行道，无需挂号只是不要迟到。当NMI激活时，“谁都是省略号，唯独是你不得了，第一优先谁比你重要”！试想，如果NMI被连接到系统的掉电报警线上，且系统是体外循环机的电源管理器……如果因为中断被除能就视而不见，则会使体外循环机因断电而失能，体外循环序列可以被意外终止，病人的生命也将丢失。
Active状态寄存器
每个外部中断都有一个活动状态位。在处理器执行了其ISR的第一条指令后，它的活动位就被置1，并且直到ISR返回时才硬件清零。由于支持嵌套，允许高优先级异常抢占某个ISR。然而，哪怕中断被抢占，其活动状态也依然为1。
3、使用中断
对于应用程序存储在ROM中，不需要更改异常服务程序。
建立优先级组
为该中断指定优先级
使能该中断
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