Cortex-M3概覽
（1）簡介     
Cortex-M3是一個 32位處理器核心。內部的資料路徑是 32位的，暫存器是 32位的，儲存器介面也是 32 位的。CM3 採用了哈佛結構，擁有獨立的指令匯流排和資料匯流排，可以讓取指與資料訪問並行不悖。這樣一來資料訪問不再佔用指令匯流排，從而提升了效能。為實現這個特性， CM3內部含有好幾條匯流排介面，每條都為自己的應用場合優化過，並且它們可以並行工作。但是另一方面，指令匯流排和資料匯流排共享同一個儲存器空間（一個統一的儲存器系統）。     
比較複雜的應用可能需要更多的儲存系統功能，為此CM3提供一個可選的MPU，而且在需要的情況下也可以使用外部的 cache。另外在CM3中，Both小端模式和大端模式都是支援的。
（2）Cortex-M3的簡化圖

（3）暫存器組 
處理器擁有R0-R15的暫存器組，其中R13最為堆疊指標SP,SP有兩個，但是同一時刻只能有一個可以看到，這就是所謂的“banked”暫存器。

a、R0-R12都是 32位通用暫存器，用於資料操作。但是注意：絕大多數 16位Thumb指令只能訪問R0-R7，而 32位 Thumb-2指令可以訪問所有暫存器。  
b、Cortex-M3擁有兩個堆疊指標，然而它們是 banked，因此任一時刻只能使用其中的一個。 
主堆疊指標（MSP）：復位後預設使用的堆疊指標，用於作業系統核心以及異常處理例程（包括中斷服務例程） 
程序堆疊指標（PSP）：由使用者的應用程式程式碼使用。
堆疊指標的最低兩位永遠是0，這意味著堆疊總是4位元組對齊的。 
c、R14：連線暫存器--當呼叫一個子程式時，由R14儲存返回地址
d、R15：程式計數暫存器--指向當前的程式地址，如果修改它的值，就能改變程式的執行流（這裡有很多高階技巧）
e、Cortex-M3還在核心水平上搭載了若干特殊功能暫存器，包括
程式狀態字暫存器組（PSRs）
中斷遮蔽暫存器組（PRIMASK, FAULTMASK, BASEPRI） 
控制暫存器（CONTROL）

Cortex-M3處理器支援兩種處理器的操作模式，還支援兩級特權操作。 
       
兩種操作模式分別為：處理者模式和執行緒模式（thread mode）。引入兩個模式的本意，是用於區別普通應用程式的程式碼和異常服務例程的程式碼——包括中斷服務例程的程式碼。
Cortex-M3 的另一個側面則是特權的分級——特權級和使用者級。這可以提供一種儲存器訪問的保護機制，使得普通的使用者程式程式碼不能意外地，甚至是惡意地執行涉及到要害的操作。處理器支援兩種特權級，這也是一個基本的安全模型。

在 CM3 執行主應用程式時（執行緒模式），既可以使用特權級，也可以使用使用者級；但是異常服務例程必須在特權級下執行。復位後，處理器預設進入執行緒模式，特權極訪問。在特權級下，程式可以訪問所有範圍的儲存器（如果有 MPU，還要 在MPU規定的禁地之外），並且可以執行所有指令。
在特權級下的程式可以為所欲為，但也可能會把自己給玩進去——切換到使用者級。一旦進入使用者級，再想回來就得走“法律程式”了——使用者級的程式不能簡簡單單地試圖改寫 CONTROL暫存器就回到特權級，它必須先“申訴”：執行一條系統呼叫指令(SVC)。這會觸發SVC異常，然後由異常服務例程（通常是作業系統的一部分）接管，如果批准了進入，則異常服務例程修改 CONTROL暫存器，才能在使用者級的執行緒模式下重新進入特權級。信盈達，扣扣：一以七捂捂吧就領久要！
        
事實上，從使用者級到特權級的唯一途徑就是異常：如果在程式執行過程中觸發了一個異常，處理器總是先切換入特權級，並且在異常服務例程執行完畢退出時，返回先前的狀態。
通過引入特權級和使用者級，就能夠在硬體水平上限制某些不受信任的或者還沒有除錯好的程式，不讓它們隨便地配置涉及要害的暫存器，因而系統的可靠性得到了提高。進一步地，如果配了 MPU，它還可以作為特權機制的補充——保護關鍵的儲存區域不被破壞，這些區域通常是作業系統的區域。 
(4)內建的巢狀向量中斷控制器
Cortex-M3 在核心水平上搭載了一顆中斷控制器——巢狀向量中斷控制器 NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)。它與核心有很深的“親密接觸”——與核心是緊耦合的。
NVIC提供如下的功能： 
·   可巢狀中斷支援 
·   向量中斷支援 
·   動態優先順序調整支援 
·   中斷延遲大大縮短 
·   中斷可遮蔽
可巢狀中斷支援：  可巢狀中斷支援的作用範圍很廣，覆蓋了所有的外部中斷和絕大多數系統異常。外在表現是，這些異常都可以被賦予不同的優先順序。當前優先順序被儲存在 xPSR 的專用欄位中。當一個異常發生時，硬體會自動比較該異常的優先順序是否比當前的異常優先順序更高。如果發現來了更高優先順序的異常，處理器就會中斷當前的中斷服務例程（或者是普通程式），而服務新來的異常——即立即搶佔。
向量中斷支援：  當開始響應一箇中斷後，CM3會自動定位一張向量表，並且根據中斷號從表中找出 ISR的入口地址，然後跳轉過去執行。不需要像以前的 ARM那樣，由軟體來分辨到底是哪個中斷髮生了，也無需半導體廠商提供私有的中斷控制器來完成這種工作。這麼一來，中斷延遲時間大為縮短。