CM3內核正常工作時是按照指令順序執行的，當發生異常或者中斷時，將打斷正在執行的動作，進而執行異常或中斷的服務程序。

異常系統具有保障CM3工作的安全性和健壯性的作用。

1 異常類型

異常分為復位(Reset)，不可屏蔽中斷(NMI)，硬件錯誤(HardFault)，存儲管理錯誤(MemManageFault)，總線錯誤((BusFault))，用法錯誤(UsageFault)，系統調用(SVC)，可懸掛系統調用(PendSV)，系統節拍(SysTick)等。

2 優先級的定義

當異常存在多個時，就會出現競爭，進而出現優先級的概念。當不同的異常發生時，究竟該響應哪一個？這是由優先級來決定的。

在 CM3 中，優先級對于異常來說很關鍵的，它會影響一個異常是否能被響應，以及何時可以響應。優先級的數值越小，則優先級越高。 CM3 支持中斷嵌套，使得高優先級異常會搶占(preempt)低優先級異常。有 3 個系統異常：復位， NMI 以及硬 fault，它們有固定的優先級，并且它們的優先級號是負數，從而高于所有其它異常。所有其它異常的優先級則都

是可編程的（但不能編程為負數）。

原則上，CM3可支持256級的可編程優先級，但是芯片公司考慮到成本以及精簡設計，只會支持少于256的優先級，比如8，16，32等。

以下的3位(MSB高位對齊)表示，可以支持8級優先級：

但是，優先級的規定并不是只用“搶占優先級”來定義，為了使搶占機能更加可控，CM3還把256級優先級分成高低兩段，分別是搶占優先級和亞優先級。二者占的位數不同，也就是所謂的優先級分組。

搶占優先級最多有7位，所以最多128個搶占級。

在計算搶占優先級和亞優先級的有效位數時，必須先求出下列值：

1 芯片實際使用了多少位來表達優先級.

2 優先級組是如何劃分的。

舉個例子，如果只使用 3 個位來表達優先級（[7:5]），并且優先級組的值是 5（從比特 5

處分組），則你得到 4 級搶占優先級，且在每個搶占優先級的內部有 2 個亞優先級。

通過這樣的優先級機制，可以對異常或者中斷進行優先級編程(手動指定優先級)。

3 向量表

當發生了異常并且要響應它時， CM3 需要定位其處理例程的入口地址(函數入口地址)。這些入口地址存儲在所謂的“（異常）向量表”中。CM3 認為該表位于零地址處，且各向量占用 4 字節，因此每個表項占用 4 字節。

4 Fault類異常

有若干個系統異常專用于 fault 處理。 CM3 中的 Faults 可分為以下幾類：

1 總線 faults (取指出錯，POP/PUSH錯誤)

2 存儲器管理 faults (訪問MPU范圍外的地址，往只讀區域寫數據，用戶級訪問特權級地址)

3 用法 faults （未定義指令，除數為0）

4 硬 faults （前三者錯誤的服務例程無法執行時，變為HardFault）

5 SVC和PendSV

操作系統中的任務調度，用戶/內核態的上下文切換，可以通過SVC和PendSV異常來實現。

SVC（系統服務調用，亦簡稱系統調用）和 PendSV（可懸起系統調用），它們多用于在操作系統之上的軟件開發中。 SVC 用于產生系統函數的調用請求。例如，操作系統不讓用戶程序直接訪問硬件，而是通過提供一些系統服務函數，用戶程序使用 SVC 發出對系統服務函數的呼叫請求，以這種方法調用它們來間接訪問硬件。因此，當用戶程序想要控制特定的硬件時，它就會產生一個 SVC 異常，然后操作系統提供的 SVC 異常服務例程得到執行，它再調用相關的操作系統函數，后者完成用戶程序請求的服務。

這種“提出要求——得到滿足”的方式，很好、很強大、很方便、很靈活、很能可持續發展。首先，它使用戶程序從控制硬件的繁文縟節中解脫出來，而是由 OS 負責控制具體的硬件。第二， OS 的代碼可以經過充分的測試，從而能使系統更加健壯和可靠。第三，它使用戶程序無需在特權級下執行，用戶程序無需承擔因誤操作而癱瘓整個系統的風險。第四，通過 SVC 的機制，還讓用戶程序變得與硬件無關，因此在開發應用程序時無需了解硬件的操作細節，從而簡化了開發的難度和繁瑣度，并且使應用程序跨硬件平臺移植成為可能。開發應用程序唯一需要知道的就是操作系統提供的應用編程接口（API），并且了解各個請求代號和參數表，然后就可以使用 SVC 來提出要求。

另一個相關的異常是 PendSV（可懸起的系統調用），它和 SVC 協同使用。一方面， SVC異常是必須立即得到響應的（若因優先級不比當前正處理的高， 或是其它原因使之無法立即響應， 將上訪成硬 fault——譯者注）， 應用程序執行 SVC 時都是希望所需的請求立即得到響應。另一方面， PendSV 則不同，它是可以像普通的中斷一樣被懸起的（不像 SVC 那樣會上訪）。 OS 可以利用它“緩期執行” 一個異常——直到其它重要的任務完成后才執行動作。 懸起 PendSV 的方法是： 手工往 NVIC 的 PendSV 懸起寄存器中寫 1。 懸起后， 如果優先級不夠高，則將緩期等待執行。

PendSV 的典型使用場合是在上下文切換時（在不同任務之間切換）。 例如， 一個系統中有兩個就緒的任務，上下文切換被觸發的場合可以是：

1 執行一個系統調用

2 系統滴答定時器（SYSTICK）中斷，（輪轉調度中需要）

任務中正在響應中斷時(IRQ)，是不能進行上下文切換的。如果 OS 檢測到某 IRQ 正在活動并且被 SysTick 搶占(進行任務間的上下文切換)，它將懸起一個 PendSV 異常，以便緩期執行上下文切換。