Режимы работы микропроцессора

Процессор Cortex разрабатывался как быстродействующее, простое в использовании и с малым числом логических элементов микроконтроллерное ядро, в нем была учтена поддержка для работы ОСРВ. Процессор Cortex поддерживает два режима работы: режим Thread (или потоковый режим) и режим Handler (или режим обработчика).

¹В квадратных скобках будем указывать диапазон битов для обсуждаемого регистра.

Микропроцессор запускается в режиме Thread при непрерываемом, фоновом выполнении инструкций и переключается в режим Handler при обработке исключительных ситуаций. Кроме того, микропроцессор Cortex может выполнять код программы в привилегированном или непривилегированном режиме. В привилегированном режиме ЦПУ имеет доступ ко всему набору инструкций, а в непривилегированном некоторые инструкции отключаются (например, инструкции MRS и MSR. осуществляющие доступ к регистру XPSR и его битовым группам). В этом режиме также отключается доступ к большинству регистров управления системными ресурсами процессора Cortex. Можно сконфигурировать использование стека. Основной стек (R13) может использоваться в обоих режимах (Thread и Handler). Режим Handler можно настроить на использование стека процесса (банковый регистр R13). Процессор Cortex-МЗ может использоваться в обычном режиме («flat'), а также поддерживает ОСРВ. У него предусмотрены режимы Handler и Thread с возможностями выбора используемого стека (основной стек или стек процесса) и привилегированного доступа к регистрам управления системными ресурсами Cortex. Сразу после сброса процессор Cortex запускается в конфигурации «flat». В обоих режимах (Thread и Handler) инструкции выполняются в привилегированном режиме, какие-либо ограничения на доступ к процессорным ресурсам отсутствуют. В режимах Thread и Handler используется основной стек. Чтобы начать выполнение инструкций, достаточно указать процессору вектор сброса и стартовый адрес стека, после чего можно выполнять код программы. Однако если используется ОСРВ или выполняется разработка критичного к безопасности приложения, процессор может использоваться в более изощренной конфигурации: режим Handler (используется при обработке исключительных ситуаций и ОСРВ) с привилегированными операциями и использованием основного стека и режим Thread при исполнении прикладного кода с непривилегированным доступом и использованием стека процесса. При таком подходе весь код программы разделяется на системный и прикладной, и поэтому ошибки в прикладном коде не вызывают сбоев ОСРВ.