一、Cortex-M4采用的價格
Cortex-M4采用ARMv7-ME架構，主要特點有：
- 32位處理器，哈佛結構，三級流水線
- Thumb-2指令集，擴展的DSP指令和SIMD指令，單周期MAC
- 可選的單精度FPU，可選的MPU,可選的Debug$trace接口
- 可配置的NVIC，可配置的WIC（wakeup interrupt controller）
- 3套AHB-Lite總線接口
- 低功耗，高性能
- 與Cortex-M3內核兼容......
二、Cortex-M4流水線
Cortex-M4使用一個三級流水線，分別是取指、譯碼和執行
讀取PC會返回當前指令地址+4，以兼容Thumb代碼。 不管是執行16位指令還是32位指令， 其偏移量總是4，這保證了Thumb和Thumb-2指令之間的一致性。
內核的預取單元中有一個指令緩沖區，它允許后續的指令在執行前先在里面排隊，也能在執行未對齊的32位指令時，避免流水線“斷流”。
緩沖區並不會在流水線中添加額外的級數，因此不會惡化跳轉導致的性能下降（ penalty）
三、Cortex-M4的總線接口（簡單了解）
Cortex-M4的3套總線
- I-Code總線（讀取指令）
- D-Code總線（訪問數據）
- 系統總線
圖示
四、Cortex-M4的相關寄存器組
1、通用寄存器組
R0‐R12 是通用寄存器， 但是絕大多數的 16 位指令只能使用 R0‐R7（低組寄存器），而 32 位的 Thumb-2指令則可以訪問所有通用寄存器
2、堆棧指針R13(SP)
- 主堆棧指針（MSP） ，或寫作 SP_main。這是缺省的堆棧指針，它由 OS 內核、異常服務例程以及所有需要特權訪問的應用程序代碼來使用
- 進程堆棧指針（PSP） ，或寫作 SP_process。用於常規的應用程序代碼（不處於異常服用例程中時）
3、連接寄存器R14(LR)
連接寄存器用於在調用子程序時存儲返回地址，如，在使用 BL指令時，自動填充 LR 的值。
4、程序計數器R15(PC)
因為 CM4 內部使用了指令流水線，讀 PC 時返回的值是當前指令的地址+4。比如： 0x2000: MOV R0, PC ; R0 = 0x2004
5、特殊功能寄存器組
5.1、程序狀態寄存器(xPSR)
程序狀態寄存器在其內部又被分為三個子狀態寄存器：
- 應用程序狀態寄存器（ APSR）
- 中斷狀態寄存器（ IPSR）
- 執行狀態寄存器（ EPSR）
5.2、中斷屏蔽寄存器組
- PRIMASK，只有1個位的寄存器。當它置1時，就關掉所有可屏蔽的異常，只剩下 NMI和硬fault可以響應。它的缺省值是0，表示沒有關中斷。
- FAULTMASK，只有1個位的寄存器。當它置1時，只有NMI才能響應，所有其它的異常，包括中斷和fault，通通閉嘴。它的缺省值也是 0，表示沒有關異常。
- BASEPRI ，8位寄存器（由表達優先級的位數決定）。它定義了被屏蔽優先級的閾值。當它被設成某個值后，所有優先級號大於等於此值的中斷都被關（優先級號越大，優先級越低）。但若被設成0，則不關閉任何中斷，0是缺省值。
5.3、控制寄存器CONTROL
-
CONTROL[2]
- 0=FPU禁止
- 1=FPU激活
-
CONTROL[1]
-
- 0=選擇主堆棧指針 MSP（復位后缺省值）
- 1=選擇進程堆棧指針 PSP
- 線程模式可以使用 PSP。handler 模式下，只允許使用 MSP，所以此時不得往該位寫 1。
-
CONTROL[0]
-
- 0=特權級的線程模式
- 1=用戶級的線程模式
- Handler 模式永遠都是特權級的。
五、Cortex-M4操作模式
Cortex-M4支持 2 個模式和兩個權限等級
當處理器處在線程狀態下時，既可以使用特權級，也可以使用用戶級；
handler模式總是特權級的。在復位后，處理器進入線程模式＋特權級
在特權級下的代碼可以通過置位 CONTROL[0]來進入用戶級。用戶級下的代碼不能再試圖修改 CONTROL[0]來回到特權級。
而不管是任何原因產生了任何異常，處理器都將以特權級來運行其服務例程，異常返回后將回到產生異常之前的級別。
用戶級變更為特權級的方式：用戶級下的代碼必須通過一個異常 handler，由那個異常 handler 來修改 CONTROL[0]，才能在返回到線程模式后拿到特權級。
六、Cortex-M4復位序列
Cortex-M4內核復位后，讀取下列兩個32位整數的值：
- 從地址 0x0000,0000 處取出 MSP 的初始值。
- 從地址 0x0000,0004 處取出 PC 的初始值——這個值是復位向量， LSB 必須是 1。然后從這個值所對應的地址處取指。
傳統的ARM 架構總是從0地址開始執行第一條指令。它們的0地址處總是一條跳轉指令。在 CM4中，0地址處提供 MSP 的初始值，然后就是向量表（向量表在以后還可以被移至其它位置）。向量表中的數值是32位的地址，而不是跳轉指令。向量表的第一個條目指向復位后應執行的第一條指令