Cortex-M3异常中断及向量表定义

1、Cortex-M3异常类型

Cortex-M3支持256个中断（或异常），包括16-4-1=11个系统异常（编号为1－15），和最多240个外部中断（编号大于16）——简称IRQ。具体使用了这240个中断源中的多少个，则由芯片制造商决定。由外设产生的中断信号，除了SysTick的之外，全都连接到NVIC的中断输入信号线。典型情况下，处理器一般支持16到32个中断，当然也有在此之外的。

所有能打断正常执行的事件均可称为异常或中断，CM3中异常与中断的区别在于：

中断：240个中断对CM3核来说都是“意外突发事件”， 也就是说该请求信号来CM3内核的外面，来自各种片上外设和外扩的外设，对CM3来说是“异步”的。

异常：异常是因CM3内核的活动产生的，即在执行指令或访问存储器时产生的，对CM3来说是“同步”的。

下表列出了Cortex-M3可以支持的所有异常和外部中断清单。有一定数量的系统异常是用于fault处理的，它们可以由多种错误条件引发。NVIC还提供了一些fault状态寄存器，以便于fault服务例程找出导致异常的具体原因。





在NVIC的中断控制及状态寄存器中，有一个VECTACTIVE位段；另外，还有一个特殊功能寄存器IPSR。在它们二者的里面，都记录了当前正服务的异常，给出了它的编号。

如果一个发生的异常不能被即刻响应，就称它被“悬起”(pending)。不过，少数fault异常是不允许被悬起的。一个异常被悬起的原因，可能是系统当前正在执行一个更高优先级异常的服务例程，或者因相关掩蔽位的设置导致该异常被除能。对于每个异常源，在被悬起的情况下，都会有一个对应的“悬起状态寄存器”保存其异常请求。待到该异常能够响应时，执行其服务例程，这与传统的ARM是完全不同的。在以前，是由产生中断的设备保持住请求信号；CM3则由NVIC的悬起状态寄存器来解决这个问题。于是，哪怕设备在后来已经释放了请求信号，曾经的中断请求也不会错失。

2、Cortex-M3向量表

当CM3内核响应了一个发生的异常后，对应的异常服务例程(ESR)就会执行。为了决定ESR的入口地址，CM3使用了“向量表查表机制”。这里使用一张向量表。向量表其实是一个WORD（32位整数）数组，每个下标对应一种异常，该下标元素的值则是该ESR的入口地址。向量表在地址空间中的位置是可以设置的，通过NVIC中的一个重定位寄存器来指出向量表的地址。在复位后，该寄存器的值为0。因此，在地址0处必须包含一张向量表，用于初始时的异常分配。



举个例子，如果发生了异常11（SVC），则NVIC会计算出偏移移量是11x4=0x2C，然后从那里取出服务例程的入口地址并跳入。要注意的是这里有个另类：0号类型并不是什么入口地址，而是给出了复位后MSP的初值。