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CP3UB17K38 Datasheet(PDF) 2 Page - National Semiconductor (TI)

[Old version datasheet] Texas Instruments acquired National semiconductor.
Part # CP3UB17K38
Description  CP3UB17 Reprogrammable Connectivity Processor with USB Interface
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Manufacturer  NSC [National Semiconductor (TI)]
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CP3UB17K38 Datasheet(HTML) 2 Page - National Semiconductor (TI)

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2
Table of Contents
1.0
General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.0
CPU Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3.0
Device Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.1
CR16C CPU Core. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.2
Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.3
Input/Output Ports. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.4
Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.5
Interrupt Control Unit (ICU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.6
USB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.7
Multi-Input Wake-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.8
Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.9
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.10
Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.11
Versatile Timer Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.12
Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.13
UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.14
Microwire/SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.15
ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.16
DMA CONTROLLER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.17
Advanced Audio interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.18
CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.19
Serial Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.20
Development Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4.0
Device Pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.1
Pin Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.0
CPU Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.1
General-Purpose Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.2
Dedicated Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.3
Processor Status Register (PSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.4
Configuration Register (CFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.5
Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.6
Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.7
Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.0
Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.1
Operating Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.2
Bus Interface Unit (BIU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.3
Bus Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.4
BIU Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.5
Wait and Hold States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7.0
System Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.1
Module Configuration Register (MCFG) . . . . . . . . . . . . 29
7.2
Module Status Register (MSTAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.0
Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
8.1
Flash Memory Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
8.2
Flash Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
8.3
Flash Memory Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.4
Information Block Words. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
8.5
Flash Memory Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . 34
9.0
DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
9.1
Channel Assignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
9.2
Transfer Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
9.3
Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
9.4
Software DMA Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
9.5
Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
9.6
DMA Controller Register Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
10.0
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
10.1
Non-Maskable Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
10.2
Maskable Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
10.3
Interrupt Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
10.4
Maskable Interrupt Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
10.5
Nested Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
11.0
Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
11.1
External Crystal Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
11.2
Main Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
11.3
Slow Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.4
PLL Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.5
System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.6
Auxiliary Clocks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.7
Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.8
External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.9
Clock and Reset Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
12.0
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12.1
Active Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12.2
Power Save Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12.3
Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12.4
Halt Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12.5
Clock Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
12.6
Power Management Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
12.7
Switching Between Power Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . 57
13.0
Multi-Input Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
13.1
Multi-Input Wake-Up Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
13.2
Programming Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
14.0
Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
14.1
Port Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
14.2
Open-Drain Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
15.0
USB Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
15.1
Functional States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
15.2
Endpoint Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
15.3
USB Controller Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
15.4
Transceiver Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
16.0
Advanced Audio Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
16.1
Audio Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
16.2
Audio Interface Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
16.3
Bit Clock Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
16.4
Frame Clock Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
16.5
Audio Interface Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
16.6
Communication Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
16.7
Audio Interface Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
17.0
CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . 101
17.1
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
17.2
PCM Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
17.3
CVSD Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.4
PCM to CVSD Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.5
CVSD to PCM Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.6
Interrupt Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.7
DMA Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.8
Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
17.9
CVSD/PCM Converter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
18.0
UART Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
18.1
Functional Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
18.2
UART Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
18.3
UART Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
18.4
Baud Rate Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
19.0
Microwire/SPI Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
19.1
Microwire Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
19.2
Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
19.3
Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
19.4
Interrupt Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
19.5
Microwire Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
20.0
ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
20.1
ACB Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
20.2
ACB Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
20.3
ACCESS.bus Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . 126
20.4
Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
21.0
Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . 131
21.1
TWM Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
21.2
Timer T0 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
21.3
Watchdog Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
21.4
TWM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
21.5
Watchdog Programming Procedure. . . . . . . . . . . . . . . 134
22.0
Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
22.1
Timer Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
22.2
Timer Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
22.3
Timer Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
22.4
Timer I/O Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
22.5
Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
23.0
Versatile Timer Unit (VTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
23.1
VTU Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
23.2
VTU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
24.0
Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
25.0
Register Bit Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
26.0
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
26.1
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
26.2
DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
26.3
USB Transceiver Electrical Characteristics . . . . . . . . . 173
26.4
Flash Memory On-Chip Programming . . . . . . . . . . . . . 174
26.5
Output Signal Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
26.6
Clock and Reset Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
26.7
UART Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
26.8
I/O Port Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
26.9
Advanced Audio Interface (AAI) Timing. . . . . . . . . . . . 179
26.10
Microwire/SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
26.11
ACCESS.bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
26.12
USB Port AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
26.13
Multi-Function Timer (MFT) Timing . . . . . . . . . . . . . . . 189
26.14
Versatile Timing Unit (VTU) Timing . . . . . . . . . . . . . . . 190
26.15
External Bus Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
27.0
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
28.0
Device Pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
29.0
Physical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199


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