cp3ub26 National Semiconductor Corporation, cp3ub26 Datasheet - Page 2

• Manufacturer Part Number: cp3ub26
• Description: Reprogrammable Connectivity Processor With Usb And Can Interfaces
• 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
15.0
16.0
General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
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
3.21
3.22
3.23
Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
CPU Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
System Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.1
7.2
7.3
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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
Multi-Input Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
13.1
13.2
Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
14.1
14.2
12-Bit Analog to Digital Converter . . . . . . . . . . . . . . 73
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
Random Number Generator (RNG) . . . . . . . . . . . . . 82
16.1
16.2
CR16C CPU Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Input/Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Interrupt Control Unit (ICU). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Multi-Input Wake-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
CAN Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Quad UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Advanced Audio interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
CVSD/PCM Conversion Module. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
12-bit Analog to Digital Converter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Random Number Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Microwire/SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Versatile Timer Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Serial Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Development Support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
General-Purpose Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Dedicated Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Processor Status Register (PSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Configuration Register (CFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Stacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Instruction Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Operating Environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Bus Interface Unit (BIU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Bus Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
BIU Control Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Wait and Hold States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Module Configuration Register (MCFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Module Status Register (MSTAT). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Software Reset Register (SWRESET) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Flash Memory Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Flash Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Flash Memory Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Information Block Words . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Nested Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
External Crystal Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Main Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Slow Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
PLL Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Auxiliary Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Clock and Reset Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Active Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Power Save Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Halt Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
High-Frequency Oscillator and PLL Control . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Power Management Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Switching Between Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Multi-Input Wake-Up Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Programming Procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Port Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Open-Drain Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Touchscreen Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
ADC Operation in Power-Saving Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
ADC Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Random Number Generator Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Table of Contents
2
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
30.0
31.0
32.0
USB Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
17.1
17.2
17.3
17.4
CAN Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
18.1
18.2
18.3
18.4
18.5
18.6
18.7
18.8
18.9
18.10
18.11
18.12
Advanced Audio Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
19.6
19.7
CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . 152
20.1
20.2
20.3
20.4
20.5
20.6
20.7
20.8
20.9
UART Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
21.1
21.2
21.3
21.4
Microwire/SPI Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
22.1
22.2
22.3
22.4
22.5
ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
23.1
23.2
23.3
23.4
Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . 186
24.1
24.2
24.3
24.4
24.5
Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
25.1
25.2
25.3
25.4
25.5
Versatile Timer Unit (VTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
26.1
26.2
Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Register Bit Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
29.1
29.2
29.3
29.4
29.5
29.6
29.7
29.8
29.9
29.10
29.11
29.12
29.13
29.14
29.15
29.16
Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
30.1
30.2
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Physical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Functional States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Endpoint Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
USB Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Transceiver Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Basic CAN Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Message Transfer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Acceptance Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Receive Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Transmit Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Time Stamp Counter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
CAN Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
System Start-Up and Multi-Input Wake-Up. . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Usage Hint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Audio Interface Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Audio Interface Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Bit Clock Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Frame Clock Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Audio Interface Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Communication Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Audio Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
PCM Conversions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
CVSD Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
PCM to CVSD Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
CVSD to PCM Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Interrupt Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
DMA Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Freeze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
CVSD/PCM Converter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Functional Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
UART Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
UART Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Baud Rate Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Microwire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Master Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Slave Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Interrupt Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Microwire Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
ACB Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
ACB Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
ACCESS.bus Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
TWM Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Timer T0 Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Watchdog Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
TWM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Watchdog Programming Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Timer Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Timer Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Timer Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Timer I/O Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
VTU Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
VTU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
USB Transceiver Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . 237
ADC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Flash Memory On-Chip Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Output Signal Levels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Clock and Reset Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
UART Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
I/O Port Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Advanced Audio Interface (AAI) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Microwire/SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
ACCESS.bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
USB Port AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Multi-Function Timer (MFT) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Versatile Timing Unit (VTU) Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
External Bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
LQFP-128 Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
LQFP-144 Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264