ARM Cortex-M3权威指南

Author： （英）姚文祥　著;吴常玉;程凯　译

Publishers： 清华大学出版社

Publishing year： 2014

ISBN： 9787302361800

Subject： [TP332 运算器和控制器（CPU）]

Language： CHS

Introduction

本书介绍了ARM Cortex-M3的架构、指令集描述、指令实例、硬件特性以及处理器高级调试系统，还提供了大量应用程序实例，包括ARM工具以及GNU工具链开发Cortex-M3软件的基本步骤。

Chapter

  • 封面

  • 扉页

  • 版权页

  • 译者序

  • 推荐序（一）

  • 推荐序（二）

  • 前言

  • 致谢

  • 本书约定

  • 术语和缩写

  • 目录

  • 第1章 介绍

  • 1.1 ARM Cortex-M3处理器是什么

  • 1.2 ARM和ARM架构的背景

  • 1.2.1 历史简介

  • 1.2.2 架构版本

  • 1.2.3 处理器命名

  • 1.3 指令集开发

  • 1.4 Thumb-2技术和指令集架构

  • 1.5 Cortex-M3处理器应用

  • 1.6 本书的组织结构

  • 1.7 深入阅读

  • 第2章 Cortex-M3综述

  • 2.1 基础

  • 2.2 寄存器

  • 2.2.1 R0～R12：通用目的寄存器

  • 2.2.2 R13：栈指针

  • 2.2.3 R14：链接寄存器

  • 2.2.4 R15：程序计数器

  • 2.2.5 特殊寄存器

  • 2.3 操作模式

  • 2.4 内置的嵌套向量中断控制器

  • 2.4.1 支持嵌套中断

  • 2.4.2 支持向量中断

  • 2.4.3 支持动态修改优先级

  • 2.4.4 中断等待减小

  • 2.4.5 中断屏蔽

  • 2.5 存储器映射

  • 2.6 总线接口

  • 2.7 MPU

  • 2.8 指令集

  • 2.9 中断和异常

  • 2.10 调试支持

  • 2.11 特点概括

  • 2.11.1 高性能

  • 2.11.2 中断处理的高级特性

  • 2.11.3 低功耗

  • 2.11.4 系统特性

  • 2.11.5 调试支持

  • 第3章 Cortex-M3基础

  • 3.1 寄存器

  • 3.1.1 通用目的寄存器R0～R7

  • 3.1.2 通用目的寄存器R8～R12

  • 3.1.3 栈指针R13

  • 3.1.4 链接寄存器R14

  • 3.1.5 程序计数器R15

  • 3.2 特殊寄存器

  • 3.2.1 程序状态寄存器

  • 3.2.2 PRIMASK、FAULTMASK和BASEPRI寄存器

  • 3.2.3 控制寄存器

  • 3.3 操作模式

  • 3.4 异常和中断

  • 3.5 向量表

  • 3.6 栈存储操作

  • 3.6.1 栈的基本操作

  • 3.6.2 Cortex-M3栈的应用

  • 3.6.3 Cortex-M3的双栈模型

  • 3.7 复位流程

  • 第4章 指令集

  • 4.1 汇编基础

  • 4.1.1 汇编语言：基本语法

  • 4.1.2 汇编语言：后缀的使用

  • 4.1.3 汇编语言：统一汇编语言

  • 4.2 指令列表

  • 4.3 指令描述

  • 4.3.1 汇编语言：传送数据

  • 4.3.2 LDR和ADR伪指令

  • 4.3.3 汇编语言：处理数据

  • 4.3.4 汇编语言：调用和无条件跳转

  • 4.3.5 汇编语言：决断和条件跳转

  • 4.3.6 汇编语言：组合比较和条件跳转

  • 4.3.7 汇编语言：指令屏障和存储器屏障指令

  • 4.3.8 汇编语言：饱和运算

  • 4.4 Cortex-M3上一些有用的指令

  • 4.4.1 MSR和MRS

  • 4.4.2 进一步了解IF-THEN指令块

  • 4.4.3 SDIV和UDIV

  • 4.4.4 REV、REVH和REVSH

  • 4.4.5 位反转

  • 4.4.6 SXTB、SXTH、UXTB和UXTH

  • 4.4.7 位域清除和位域插入

  • 4.4.8 UBFX和SBFX

  • 4.4.9 LDRD和STRD

  • 4.4.10 表格跳转字节和表格跳转半字

  • 第5章 存储器系统

  • 5.1 存储器系统特性概述

  • 5.2 存储器映射

  • 5.3 存储器访问属性

  • 5.4 默认的存储器访问权限

  • 5.5 位段操作

  • 5.5.1 位段操作的优势

  • 5.5.2 不同数据宽度的位段操作

  • 5.5.3 C程序实现位段操作

  • 5.6 非对齐传输

  • 5.7 排他访问

  • 5.8 端模式

  • 第6章 Cortex-M3设计综述

  • 6.1 流水线

  • 6.2 详细框图

  • 6.3 Cortex-M3上的总线接口

  • 6.3.1 I-CODE总线

  • 6.3.2 D-CODE总线

  • 6.3.3 系统总线

  • 6.3.4 外部PPB

  • 6.3.5 DAP总线

  • 6.4 Cortex-M3上的其他接口

  • 6.5 外部PPB

  • 6.6 典型连接

  • 6.7 复位类型和复位信号

  • 第7章 异常

  • 7.1 异常类型

  • 7.2 优先级定义

  • 7.3 向量表

  • 7.4 中断输入和挂起行为

  • 7.5 错误异常

  • 7.5.1 总线错误

  • 7.5.2 存储器管理错误

  • 7.5.3 使用错误

  • 7.5.4 硬件错误

  • 7.5.5 处理错误

  • 7.6 请求管理调用和可挂起的服务调用

  • 第8章 嵌套向量中断控制器和中断控制

  • 8.1 嵌套向量中断控制器概述

  • 8.2 基本的中断配置

  • 8.2.1 中断使能和清除使能

  • 8.2.2 中断设置挂起和清除挂起

  • 8.2.3 优先级

  • 8.2.4 活跃状态

  • 8.2.5 PRIMASK和FAULTMASK特殊寄存器

  • 8.2.6 BASEPRI特殊寄存器

  • 8.2.7 其他异常的配置寄存器

  • 8.3 设置中断的步骤实例

  • 8.4 软件中断

  • 8.5 SYSTICK定时器

  • 第9章 中断行为

  • 9.1 中断/异常流程

  • 9.1.1 压栈

  • 9.1.2 取向量

  • 9.1.3 寄存器更新

  • 9.2 异常退出

  • 9.3 嵌套中断

  • 9.4 末尾连锁中断

  • 9.5 延迟到达

  • 9.6 进一步了解异常返回值

  • 9.7 中断等待

  • 9.8 中断相关的错误

  • 9.8.1 压栈

  • 9.8.2 出栈

  • 9.8.3 取向量

  • 9.8.4 非法返回

  • 第10章 Cortex-M3编程

  • 10.1 概述

  • 10.2 典型的开发流程

  • 10.3 使用C

  • 10.3.1 使用RealView开发组件的简单C程序实例

  • 10.3.2 使用Keil MDK-ARM编译相同的例程

  • 10.3.3 用C访问存储器映射的寄存器

  • 10.3.4 内在函数

  • 10.3.5 嵌入式汇编和内联汇编

  • 10.4 CMSIS

  • 10.4.1 CMSIS背景

  • 10.4.2 标准化的问题

  • 10.4.3 CMSIS的组织结构

  • 10.4.4 使用CMSIS

  • 10.4.5 CMSIS的优势

  • 10.5 使用汇编

  • 10.5.1 汇编和C的接口

  • 10.5.2 汇编编程的第一步

  • 10.5.3 生成输出

  • 10.5.4 “Hello World”实例

  • 10.5.5 使用数据存储器

  • 10.6 在信号量中使用排他访问

  • 10.7 在信号量中使用位段

  • 10.8 使用位域提取和表格跳转

  • 第11章 异常编程

  • 11.1 使用中断

  • 11.1.1 设置栈

  • 11.1.2 设置向量表

  • 11.1.3 设置中断优先级

  • 11.1.4 使能中断

  • 11.2 异常/中断处理

  • 11.3 软件中断

  • 11.4 向量表重定位实例

  • 11.5 使用SVC

  • 11.6 SVC实例：在文字消息输出函数中的应用

  • 11.7 用C实现SVC

  • 第12章 高级编程特性和系统行为

  • 12.1 运行具有两个独立栈的系统

  • 12.2 双字栈对齐

  • 12.3 非基本线程使能

  • 12.4 性能考虑

  • 12.5 锁定的情况

  • 12.5.1 锁定期间发生了什么

  • 12.5.2 避免锁定

  • 12.6 FAULTMASK

  • 第13章 存储器保护单元

  • 13.1 概述

  • 13.2 MPU寄存器

  • 13.3 设置MPU

  • 13.4 典型设置

  • 第14章 Cortex-M3的其他特性

  • 14.1 SYSTICK定时器

  • 14.2 电源管理

  • 14.2.1 休眠模式

  • 14.2.2 退出休眠特性

  • 14.2.3 唤醒中断控制器

  • 14.3 多处理器通信

  • 14.4 自复位控制

  • 第15章 调试架构

  • 15.1 调试特性概述

  • 15.2 CoreSight概述

  • 15.2.1 处理器调试接口

  • 15.2.2 调试主机接口

  • 15.2.3 DP模块、AP模块和DAP

  • 15.2.4 跟踪接口

  • 15.2.5 CoreSight特点

  • 15.3 调试模式

  • 15.4 调试事件

  • 15.5 Cortex-M3中的断点

  • 15.6 调试时访问寄存器内容

  • 15.7 其他的内核调试特性

  • 第16章 调试部件

  • 16.1 概述

  • 16.2 跟踪部件：DWT

  • 16.3 跟踪部件：ITM

  • 16.3.1 使用ITM的软件跟踪

  • 16.3.2 使用ITM和DWT的硬件跟踪

  • 16.3.3 ITM时间戳

  • 16.4 跟踪部件：ETM

  • 16.5 跟踪部件：TPIU

  • 16.6 Flash补丁和断点单元

  • 16.6.1 断点特性

  • 16.6.2 Flash补丁特性

  • 16.6.3 比较器

  • 16.7 高级高性能总线访问端口

  • 16.8 ROM表

  • 第17章 Cortex-M3处理器入门

  • 17.1 选择一款Cortex-M3产品

  • 17.2 开发工具

  • 17.2.1 C编译器和调试器

  • 17.2.2 嵌入式OS支持

  • 17.3 Cortex-M3版本0和版本1之间的区别

  • 17.4 Cortex-M3版本1和版本2之间的区别

  • 17.4.1 双字栈对齐的默认配置

  • 17.4.2 辅助控制寄存器

  • 17.4.3 ID寄存器数值更新

  • 17.4.4 调试特性

  • 17.4.5 休眠特性

  • 17.5 版本2新特性的优势和效果

  • 17.6 Cortex-M3和Cortex-M0之间的区别

  • 17.6.1 编程模型

  • 17.6.2 异常和NVIC

  • 17.6.3 指令集

  • 17.6.4 存储器系统特性

  • 17.6.5 调试特性

  • 17.6.6 兼容性

  • 第18章 ARM7到Cortex-M3的应用程序移植

  • 18.1 概述

  • 18.2 系统特性

  • 18.2.1 存储器映射

  • 18.2.2 中断

  • 18.2.3 MPU

  • 18.2.4 系统控制

  • 18.2.5 操作模式

  • 18.3 汇编语言文件

  • 18.3.1 Thumb状态

  • 18.3.2 ARM状态

  • 18.4 C程序文件

  • 18.5 重编译的目标文件

  • 18.6 优化

  • 第19章 使用GNU工具链开发Cortex-M3

  • 19.1 背景

  • 19.2 获得GNU工具链

  • 19.3 开发流程

  • 19.4 程序实例

  • 19.4.1 实例1：第一个程序

  • 19.4.2 实例2：链接多个文件

  • 19.4.3 实例3：简单的“Hello World”程序

  • 19.4.4 实例4：RAM中的数据

  • 19.4.5 实例5：C程序

  • 19.4.6 实例6：C实现的重定向

  • 19.4.7 实例7：编写自己的向量表

  • 19.5 访问特殊寄存器

  • 19.6 使用不支持的指令

  • 19.7 GNU C编译器中的内联汇编

  • 第20章 Keil RealView微控制器开发套件入门

  • 20.1 概述

  • 20.2 μVision入门

  • 20.3 通过UART输出“Hello World”消息

  • 20.4 软件测试

  • 20.5 使用调试器

  • 20.6 指令集模拟器

  • 20.7 修改向量表

  • 20.8 使用CMSIS的秒表中断实例

  • 20.9 移植现有程序使用CMSIS

  • 第21章 用NI LabVIEW编程Cortex-M3

  • 21.1 概述

  • 21.2 什么是LabVIEW

  • 21.2.1 典型应用领域

  • 21.2.2 如何使用LabVIEW和ARM

  • 21.3 开发流程

  • 21.4 LabVIEW工程实例

  • 21.4.1 创建工程

  • 21.4.2 定义输入和输出

  • 21.4.3 创建程序

  • 21.4.4 构建设计并测试应用程序

  • 21.5 LabVIEW如何工作

  • 21.6 LabVIEW的其他特性

  • 21.7 移植到另外一个ARM处理器

  • 附录A Cortex-M3指令集和参考资料

  • A.1 指令集总结

  • A.2 关于指令集介绍

  • A.2.1 操作数

  • A.2.2 使用PC或SP的限制

  • A.2.3 灵活的第二个操作数

  • A.2.4 移位操作

  • A.2.5 地址对齐

  • A.2.6 PC相关语句

  • A.2.7 条件执行

  • A.2.8 指令宽度选择

  • A.3 存储器访问指令

  • A.3.1 ADR

  • A.3.2 LDR和STR，立即数偏移

  • A.3.3 LDR和STR，寄存器偏移

  • A.3.4 LDR和STR，非特权

  • A.3.5 LDR，PC相关

  • A.3.6 LDM和STM

  • A.3.7 PUSH和POP

  • A.3.8 LDREX和STREX

  • A.3.9 CLREX

  • A.4 普通数据处理指令

  • A.4.1 ADD、ADC、SUB、SBC和RSB

  • A.4.2 AND、ORR、EOR、BIC和ORN

  • A.4.3 ASR、LSL、LSR、ROR和RRX

  • A.4.4 CLZ

  • A.4.5 CMP和CMN

  • A.4.6 MOV和MOVN

  • A.4.7 MOVT

  • A.4.8 REV、REV16、REVSH和RBIT

  • A.4.9 TST和TEQ

  • A.5 乘法和除法指令

  • A.5.1 MUL、MLA和MLS

  • A.5.2 UMULL、UMLAL、SMULL和SMLAL

  • A.5.3 SDIV和UDIV

  • A.6 饱和指令

  • A.7 位域指令

  • A.7.1 BFC和BFI

  • A.7.2 SBFX和UBFX

  • A.7.3 SXT和UXT

  • A.8 跳转和控制指令

  • A.8.1 B、BL、BX和BLX

  • A.8.2 CBZ和CBNZ

  • A.8.3 IT

  • A.8.4 TBB和TBH

  • A.9 其他指令

  • A.9.1 BKPT

  • A.9.2 CPS

  • A.9.3 DMB

  • A.9.4 DSB

  • A.9.5 ISB

  • A.9.6 MRS

  • A.9.7 MSR

  • A.9.8 NOP

  • A.9.9 SEV

  • A.9.10 SVC

  • A.9.11 WFE

  • A.9.12 WFI

  • 附录B 16位Thumb指令和架构版本

  • 附录C Cortex-M3异常快速参考

  • 附录D 嵌套向量中断控制器和系统控制块寄存器快速参考

  • 附录E Cortex-M3疑难解答

  • E.1 概述

  • E.2 开发错误处理

  • E.2.1 报告错误状态寄存器

  • E.2.2 报告压栈PC和其他压栈寄存器

  • E.2.3 读取错误地址寄存器

  • E.2.4 清除错误状态位

  • E.2.5 其他问题

  • E.3 了解错误的原因

  • E.4 其他可能的问题

  • 附录F CodeSourcery G++链接器脚本实例

  • 附录G CMSIS内核访问函数参考

  • G.1 异常和中断编号

  • G.2 NVIC访问函数

  • G.3 系统和SYSTICK函数

  • G.4 内核寄存器访问函数

  • G.5 CMSIS内在函数

  • G.6 调试消息输出函数

  • 附录H 调试和跟踪接头

  • H.1 概述

  • H.2 20针Cortex调试+ETM接头

  • H.3 10针Cortex调试接头

  • H.4 老式的20针IDC接头

  • H.5 老式的38针Mictor接头

  • 参考文献

  • 封底

    • 服务邮箱： whx@cnpiec.com.cn

    联系电话：010-65063046；65001305

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