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為了管理中斷請求的優先級並處理其他異常，Cortex-M0處理器內置了嵌套中斷控制器（NVIC）。NVIC的一些可編程控制器控制着中斷管理功能，這些寄存器被映射到系統地址空間里，它們所處的區域被稱為系統控制空間（SCS）。
NVIC有以下特性：
- 靈活的中斷管理；
- 支持嵌套中斷；
- 向量化的異常入口
- 中斷屏蔽
靈活的中斷管理
Cortex-M0處理器中，每一個外部中斷都可以被使能或者禁止，並且可以被設置為掛起狀態或者清除狀態。處理器的中斷可以是信號級的（在中斷服務程序清除中斷請求以前，外設的請求會一直保持），也可以是脈沖形式的（最小一個始終周期），這樣中斷控制器就可以處理任何中斷源。
支持嵌套中斷
Cortex-M0處理器的任何中斷都有一個固定或者可編程的中斷優先級。當外部中斷之類的異常發生時，NVIC將該異常的優先級與當前的優先級進行比較，如果新的優先級更高，當前的任務會被暫定，一些寄存器的值被壓棧處理，然后處理器開始處理新的異常程序，這個過程也被稱為“搶占”。高優先級的中斷完成后，異常返回就會執行，處理器自動進行出棧操作恢復剛才寄存器的值，並繼續運行剛才的任務。這種機制並沒有帶來軟件開銷。
向量化的異常入口
異常發生時，處理器需要定位異常對用的程序入口。傳統的處理方式需要軟件去完成。而M0處理器會從存儲器的向量表中，自動定位異常的程序入口。從異常到異常的處理事件會被縮減。
中斷屏蔽
NVIC通過PRIMASK特殊寄存器提供了一種中斷屏蔽機制，NVIC除了硬件錯誤和NMI之外，可以屏蔽所有的異常。有些操作，比如對時間敏感的控制任務或實時多媒體解碼任務，不應該被打斷，此時中斷屏蔽的作用就表現了出來。
系統控制塊（SCB）
除了NVIC，系統控制空間也包含了許多系統管理的寄存器，這些寄存器被稱為系統控制塊。其中有些寄存器控制休眠模式和系統異常配置，另外還有兩個寄存器包含了處理器的識別代碼（調試器可使用該代碼識別處理器的類型）。