cp3ub17 National Semiconductor Corporation, cp3ub17 Datasheet - Page 2

• Manufacturer Part Number: cp3ub17
• Description: Reprogrammable Connectivity Processor With Usb Interface
• Manufacturer: National Semiconductor Corporation

www.national.com
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
CPU Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Device Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
Device Pinouts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.1
CPU Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
System Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.1
7.2
Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
Multi-Input Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
13.1
13.2
Input/Output Ports. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
14.1
14.2
CR16C CPU Core. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Input/Output Ports. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Interrupt Control Unit (ICU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
USB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Multi-Input Wake-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Versatile Timer Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Microwire/SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Advanced Audio interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Serial Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Development Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pin Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
General-Purpose Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Dedicated Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Processor Status Register (PSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Configuration Register (CFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Operating Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Bus Interface Unit (BIU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Bus Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
BIU Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Wait and Hold States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Module Configuration Register (MCFG) . . . . . . . . . . . . 30
Module Status Register (MSTAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Flash Memory Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Flash Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Flash Memory Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Information Block Words. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Flash Memory Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Channel Assignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Transfer Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Software DMA Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
DMA Controller Register Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Non-Maskable Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Maskable Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Interrupt Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Maskable Interrupt Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Nested Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
External Crystal Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Main Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Slow Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
PLL Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Auxiliary Clocks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Clock and Reset Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Active Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Power Save Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Halt Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Clock Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Power Management Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Switching Between Power Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Multi-Input Wake-Up Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Programming Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Port Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Open-Drain Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Table of Contents
2
15.0
16.0
17.0
18.0
19.0
20.0
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
28.0
29.0
USB Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
15.1
15.2
15.3
15.4
Advanced Audio Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
16.1
16.2
16.3
16.4
16.5
16.6
16.7
16.8
CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.1
17.2
17.3
17.4
17.5
17.6
17.7
17.8
17.9
UART Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
18.1
18.2
18.3
18.4
Microwire/SPI Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
20.1
20.2
20.3
20.4
Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . 132
21.1
21.2
21.3
21.4
21.5
Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
22.1
22.2
22.3
22.4
22.5
Versatile Timer Unit (VTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
23.1
23.2
Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Register Bit Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
26.1
26.2
26.3
26.4
26.5
26.6
26.7
26.8
26.9
26.10 ACCESS.bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
26.11 USB Port AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
26.12 Multi-Function Timer (MFT) Timing . . . . . . . . . . . . . . . 189
26.13 Versatile Timing Unit (VTU) Timing . . . . . . . . . . . . . . . 190
26.14 External Bus Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Physical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Functional States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Endpoint Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
USB Controller Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Transceiver Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Audio Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Audio Interface Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Bit Clock Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Frame Clock Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Audio Interface Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Communication Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Audio Interface Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
PCM Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
CVSD Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
PCM to CVSD Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
CVSD to PCM Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Interrupt Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
DMA Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
CVSD/PCM Converter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Functional Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
UART Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
UART Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Baud Rate Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Microwire Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Interrupt Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Microwire Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
ACB Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
ACB Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
ACCESS.bus Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
TWM Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Timer T0 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Watchdog Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
TWM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Watchdog Programming Procedure. . . . . . . . . . . . . . . 135
Timer Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Timer Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Timer Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Timer I/O Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
VTU Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
VTU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
USB Transceiver Electrical Characteristics ) . . . . . . . . 174
Flash Memory On-Chip Programming . . . . . . . . . . . . . 175
Output Signal Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Clock and Reset Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
I/O Port Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Advanced Audio Interface (AAI) Timing. . . . . . . . . . . . 179
Microwire/SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181