Cortex-M3プロセッサは、汎用レジスタの他に特殊レジスタを持っています。特殊レジスタは主に割り込みの処理や設定に使われます。純粋にデータ処理や間接アドレッシングに使うレジスタは13本です。その他に、プログラムカウンタ（PC）、リンクレジスタ（LR）、スタックポインタ（SP）があります。
「あるタスクの処理は他のタスクの処理が完了してから実行したい」場合などに利用できる機能としてイベントフラグがあります。イベントフラグでは、処理完了などのイベントの意味を表すフラグを、ビットパターンで表現することによってタスク間の同期を行います。
Cortex-M3は3段パイプライン処理です。3段パイプラインの3段とは「フェッチ」「デコード」「演算（格納含）」です。パイプライン処理とは、一つの操作を複数の部分操作に分解し、それぞれが独立に、かつ同時に処理できるユニットを用意し、並行して動作させる並列処理のことを言います。
T-Kernelには、このような複数の処理を並列して実行させる機能があります。T-Kernelでは、このような並列に実行する際の処理の単位を「タスク」と呼びます。T-Kernelで動作させるプログラムは、一つのタスクの中では逐次的に実行されますが、異なるタスクの間では並行して実行されることになります。
通常のマイコンにはスタックポインタは一つしかありません。しかしCortex-M3はスタックポインタ（SP）を2つ持っています。汎用レジスタの13番がSPになっています。R13（SP）は、メインスタック（SP_main） とプロセススタック（SP_process）との間で切り替わるバンクレジスタの構成になっています。
リアルタイムOSは、タスクと呼ばれる処理のまとまりを切り替えるための時間や、リアルタイムOSが提供する機能に要する時間があらかじめ予測できたり、発生したイベントに対して高速に応答できたりします。リアルタイムOSを利用することで、リアルタイム性をもつプログラムの作成が容易になります。
Cortex-M3はアンアラインド・データ・アクセスをサポートしています。8ビット、16ビット、32ビットデータをRAM等のメモリに格納する場合、アンアラインド・データ・アクセスをサポートしていれば、無駄な領域を作らず各々のデータをRAMに格納することができます。例えばSRAMメモリでは25％以上削減可能です。
RAMやレジスタの1ビットだけを変更したい場合、Cortex-M3ではビットバンドという方式で1命令で変更できます。ビットバンド方式とは、RAMやレジスタの各ビットがアドレス単位で指定できるエイリアス領域を持っており、そのエイリアスを変更することにより、オリジナルのビットが自動的に変更されるというものです。
Arm v7M アーキテクチャでは、ハーバード方式のバスを採用しています。ハーバード方式とは、データ・バスと命令バスを分離したアーキテクチャです。一般に、データと命令はいずれもメモリ領域に割り当てられているため、一つのバス上でデータと命令を処理する方式をとります。
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