CMSIS

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ARM Cortex 微控制器软件接口标准(CMSIS：Cortex Microcontroller Software Interface Standard) 是 Cortex-M 处理器系列的与供应商无关的硬件抽象层（英文原文为：a vendor-independent hardware abstraction layer for the Cortex-M processor series and defines generic tool interfaces--来自ARM官方定义）。 使用CMSIS，可以为处理器和外设实现一致且简单的软件接口，从而简化软件的重用、缩短微控制器新开发人员的学习过程，并缩短新设备的上市时间。软件的创建被嵌入式行业公认为主要成本系数。通过在所有Cortex-M 芯片供应商产品中标准化软件接口，这一成本会明显降低，尤其是在创建新项目或将现有软件迁移到新设备时。最新版本的CMSIS为5.5.1。

中文名

微控制器软件接口标准

外文名

Cortex Microcontroller Software Interface Standard

目录

1. 1 结构
2. CMSIS软件层次
3. CMSIS包含的组件
   1. 基于CMSIS应用程序的基本结构
   2. CMSIS软件包详细目录
   3. 2 使用步骤

 

结构

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CMSIS是ARM公司与多家不同的芯片和软件供应商一起紧密合作定义的，提供了内核与外设、实时操作系统和中间设备之间的通用接口。

CMSIS软件层次

CMSIS可以分为多个软件层次，分别由ARM公司、芯片供应商提供。

其中ARM提供了下列部分，可用于多种编译器：

● 内核设备访问层：包含了用来访问内核的寄存器设备的名称定义，地址定义和助手函数。同时也为RTOS(实时操作系统)定义了独立于微控制器的接口，该接口包括调试通道定义。

● 中间设备访问层：为软件提供了访问外设的通用方法。芯片供应商应当修改中间设备访问层，以适应中间设备组件用到的微控制器上的外设。目前中间设备访问层仍处于开发过程中，本文不做详述。 芯片供应商扩展下列软件层：

● 微控制器外设访问层：提供片上所有外设的定义。

● 外设的访问函数(可选)：为外设提供额外的助手函数。CMSIS为Cortex-Mx微控制器系统定义了：

● 访问外设寄存器的通用方法和定义异常向量的通用方法。

● 内核设备的寄存器名称和内核异常向量的名称。

● 独立于微控制器的RTOS接口，带调试通道。

● 中间设备组件接口(TCP/IP协议栈，闪存文件系统)。

CMSIS包含的组件

1、外围寄存器和中断定义： 适用于设备寄存器和中断的一致接口

2、内核外设函数：特定处理器功能和内核外设的访问函数

3、DSP 库：优化的信号处理算法，并为 SIMD 指令提供Cortex-M4 支持

4、系统视图说明(SVD)：描述设备外设和中断的XML 文件。

该标准完全可扩展，可确保其适合于所有 Cortex-M处理器系列微控制器，从最小的8 KB 设备到具有复杂通信外设（如以太网或USB）的设备。（内核外设函数的内存要求少于1 KB 代码，少于10 字节RAM）。

基于CMSIS应用程序的基本结构

CMSIS-外设访问层的文件

基于CMSIS应用程序的基本结构

独立于编译器的文件：

● Cortex-M3内核及其设备文件(core_cm3.h + core_cm3.c)

─ 访问Cortex-M3内核及其设备：NVIC，SysTick等

─ 访问Cortex-M3的CPU寄存器和内核外设的函数

● 微控制器专用头文件(device.h)

─ 指定中断号码(与启动文件一致)

─ 外设寄存器定义(寄存器的基地址和布局)

─ 控制微控制器其他特有的功能的函数(可选)

● 微控制器专用系统文件(system_device.c)

─ 函数SystemInit，用来初始化微控制器

─ 函数Sysem_ExtMemCtl，用来配置外部存储器控制器。它位于文件

startup_stm32f10x_xx.s /.c，在跳转到main前调用

─SystemFrequncy，该值代表系统时钟频率

─ 微控制器的其他功能(可选)

编译器供应商+微控制器专用启动文件

● 编译器启动代码(汇编或者C)(startup_device.s)

─ 微控制器专用的中断处理程序列表(与头文件一致)

─ 弱定义(Weak)的中断处理程序默认函数(可以被用户代码覆盖)

CMSIS软件包详细目录

CMSIS(3张)

下载的CMSIS软件包含有Cortex M3核的支持文件以及基于Cortex M3核处理器的启动代码和库引导文件。

使用步骤

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以STM32F10XX序列处理为例，介绍CMSIS的使用步骤。

1、从ST官方网站下载3.0以上版本的标准外设库。

2、基于开发软件新建工程，建立相应的文件目录，注意询问是否加入启动文件时，选择“否”。

3、根据所选芯片，把Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\arm中的启动代码加到工程中。

4、根据处理器FLASH容量的大小，选择启动代码。stm32f10x.h 的66-73 行表明了启动代码的类型。例如STM32F10X_HD 行表示大容量的，如果不需要直接注释掉即可。

5、选择是否启用标准外设库。stm32f10x.h的105行的USE_STDPERIPH_DRIVER用于确定是否启用，如果不启用直接注释掉。

6、确定处理器的频率。system_stm32f10x.c的110-115行用于确定处理器的频率，注释掉不需要的即可。例如处理器的频率为是36MHz，注释SYSCLK_FREQ_72MHz，去掉SYSCLK_FREQ_36MHz注释。

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