STM32、Cortex-M3和ARMv8-M之间的关联

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作者 | strongerHuang

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大家都应该知道STM32、Cortex-M3、ARMv8-M与ARM有关，但可能分不清他们是什么关系，或者具体是什么东西。

下面为大家分享一下相关内容：

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1

总述

ARMv8-M：是一款ARM架构。

ARM架构分为：ARMv1、 ARMv2 ··· ARMv8。

而ARMv8分为：ARMv8-A、 ARMv8-R、 ARMv8-M。

Cortex-M3：是一款ARM处理器内核，也可以理解为ARM处理器家族之中的一个成员。

ARM处理器内核分为：经典核心和Cortex核心。

传统的核心：ARM7、ARM9等。

Cortex核心：Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M等。

STM32：是一款ARM内核的处理器芯片。

STM32绝大部分是Cortex-M内核，也有少部分包含Cortex-A7（比如：STM32MP）。

如图：

其实还可以细分很多内容，除了这些，还有一些我们常见的内容，比如ARM指令集、Thumb-2指令集等。

以上是总述的内容，下面再进一步描述其中的一些细节。

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2

架构

从1995年开始，《ARM体系结构参考手册》是ARM文档的主要来源，提供了关于ARM处理器架构和指令集，区分接口，所有的ARM处理器的支持（如指令语义）的实现细节可能会有所不同。该体系结构随着时间的演变，并与Cortex系列的核心开始，存在三个“配置”的定义如下：

"应用"配置: Cortex-A 系列

"嵌入式"配置: Cortex-R 系列

"微处理器"配置: ARM Cortex-M 系列。

每个配置允许有其子集的架构。例如，用于ARMv6-M配置（所使用的Cortex M0 / M0+/ M1）的一个子集ARMv7-M架构（支持较少的指令）。

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3

CPU模式

在任何时刻，CPU只可处于某一种模式，但可由于外部事件（中断）或编程方式进行模式切换。

用户模式：仅非特权模式。

系统模式：仅无需例外进入的特权模式。仅以执行明确写入CPSR的模式位的指令进入。

 (svc) 模式：在CPU被重置或者SWI指令被执行时进入的特权模式。

Abort 模式：预读取中断或数据中断异常发生时进入的特权模式。

未定义模式：未定义指令异常发生时进入的特权模式。

干预模式：处理器接受一条IRQ干预时进入的特权模式。

快速干预模式：处理器接受一条IRQ干预时进入的特权模式。

Hyp 模式：armv-7a为cortex-A15处理器提供硬件虚拟化引进的管理模式。

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4

ARM授权方式

ARM公司本身并不靠自有的设计来制造或出售CPU，而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。

标题中的STM32就是属于ARM公司授权Cortex-M内核给ST公司生产的一款处理器。

ARM提供了多样的授权条款，包括售价与散播性等项目。对于授权方来说，ARM提供了ARM内核的集成硬件叙述，包含完整的软件开发工具（编译器、debugger、SDK），以及针对内含ARM CPU硅芯片的销售权。

许多半导体公司持有ARM授权：Atmel、 ST、NXP、 TI、 IBM等。

在知识产权工业，ARM是广为人知最昂贵的CPU内核之一。单一的客户产品包含一个基本的ARM内核可能就需索取一次高达美金20万的授权费用。而若是牵涉到大量架构上修改，则费用就可能超过千万美元。

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5

ARM核心时间线

早在1993年，经典的ARM7就问世了，直到现在大家看到的Cortex-A系列处理器。

其实，在ARM7之前，都还有一些相关的处理器，感兴趣的朋友可以上网了解。

参考：

https://zh.wikipedia.org/wiki/ARM架構

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