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Cortex-M3處理器建立在高性能處理器核心上，采用三級流水線哈佛架構(gòu)，非常適合要求苛刻的嵌入式應(yīng)用。該處理器通過高效的指令集和廣泛優(yōu)化的設(shè)計，提供包括單周期32x32乘法和專用硬件除法在內(nèi)的高端處理硬件，從而提供卓越的功耗效率。
為了便于設(shè)計成本敏感的設(shè)備，Cortex-M3處理器實現(xiàn)了緊密耦合的系統(tǒng)組件，減少了處理器面積，同時顯著提高了中斷處理和系統(tǒng)調(diào)試能力。Cortex-M3處理器實現(xiàn)Thumb?指令集的版本，確保高代碼密度和減少程序內(nèi)存需求。Cortex-M3指令集提供了現(xiàn)代32位體系結(jié)構(gòu)所期望的卓越性能，具有8位和16位微控制器的高代碼密度。Cortex-M3處理器緊密集成了一個可配置的嵌套中斷控制器（NVIC），以提供業(yè)界領(lǐng)先的中斷性能。NVIC包括一個不可屏蔽中斷（NMI），并提供多達256個中斷優(yōu)先級。處理器核心和NVIC的緊密集成提供了中斷服務(wù)例程（isr）的快速執(zhí)行，大大減少了中斷延遲。這是通過寄存器的硬件堆疊，以及暫停加載多個和存儲多個操作的能力來實現(xiàn)的。中斷處理程序不需要任何匯編程序存根，從而消除了ISR中的任何代碼開銷。尾鏈優(yōu)化還顯著減少了從一個ISR切換到另一個ISR時的開銷。為了優(yōu)化低功耗設(shè)計，NVIC集成了睡眠模式，其中包括一個深度睡眠功能，使STM32進入停止或STDBY模式。
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