CP3BT10 Datasheet, PDF (2/210 Pages) National Semiconductor (TI) – Reprogrammable Connectivity Processor with Bluetooth and USB Interfaces

Table of Contents
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 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 Bluetooth LLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.7 USB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.8 Multi-Input Wake-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.9 Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.10 Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.11 Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.12 Versatile Timer Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.13 Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.14 UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.15 Microwire/SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.16 ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.17 DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.18 Advanced Audio interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.19 CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.20 Serial Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.21 Development Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Device Pinouts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.1 Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
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
Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.1 Operating Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.2 Bus Interface Unit (BIU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.3 Bus Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.4 BIU Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.5 Wait and Hold States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
System Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.1 Module Configuration Register (MCFG) . . . . . . . . . . . . 30
7.2 Module Status Register (MSTAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Flash Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.1 Flash Memory Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.2 Flash Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.3 Flash Memory Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
8.4 Information Block Words. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
8.5 Flash Memory Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . 35
DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
9.1 Channel Assignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
9.2 Transfer Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
9.3 Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
9.4 Software DMA Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
9.5 Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
9.6 DMA Controller Register Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
10.1 Non-Maskable Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
10.2 Maskable Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
10.3 Interrupt Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
10.4 Maskable Interrupt Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
10.5 Nested Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Triple Clock and Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
11.1 External Crystal Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.2 Main Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.3 Slow Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.4 PLL Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.5 System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.6 Auxiliary Clocks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.7 Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.8 External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.9 Clock and Reset Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.1 Active Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.2 Power Save Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.3 Idle Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.4 Halt Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.5 Hardware Clock Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.6 Power Management Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
12.7 Switching Between Power Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Multi-Input Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
13.1 Multi-Input Wake-Up Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
13.2 Programming Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Input/Output Ports. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
14.1 Port Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
14.2 Open-Drain Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
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
30.0
Bluetooth Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
15.1 RF Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
15.2 Serial Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
15.3 LMX5251 Power-Up Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
15.4 LMX5252 Power-Up Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
15.5 Bluetooth Sleep Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
15.6 Bluetooth Global Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
15.7 Bluetooth Sequencer RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
15.8 Bluetooth Shared Data RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
USB Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
16.1 Functional States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
16.2 Endpoint Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
16.3 USB Controller Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
16.4 Transceiver Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Advanced Audio Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
17.1 Audio Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
17.2 Audio Interface Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
17.3 Bit Clock Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
17.4 Frame Clock Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
17.5 Audio Interface Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
17.6 Communication Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
17.7 Audio Interface Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
17.8 Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
CVSD/PCM Conversion Module . . . . . . . . . . . . . . . 109
18.1 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
18.2 PCM Conversions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
18.3 CVSD Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
18.4 PCM to CVSD Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
18.5 CVSD to PCM Conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
18.6 Interrupt Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
18.7 DMA Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
18.8 Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
18.9 CVSD/PCM Converter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
UART Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
19.1 Functional Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
19.2 UART Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
19.3 UART Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
19.4 Baud Rate Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Microwire/SPI Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
20.1 Microwire Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
20.2 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
20.3 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
20.4 Interrupt Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
20.5 Microwire Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
ACCESS.bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
21.1 ACB Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
21.2 ACB Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
21.3 ACCESS.bus Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . 134
21.4 Usage Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Timing and Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . 139
22.1 TWM Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
22.2 Timer T0 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
22.3 Watchdog Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
22.4 TWM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
22.5 Watchdog Programming Procedure. . . . . . . . . . . . . . . 142
Multi-Function Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
23.1 Timer Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
23.2 Timer Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
23.3 Timer Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
23.4 Timer I/O Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
23.5 Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Versatile Timer Unit (VTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
24.1 VTU Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
24.2 VTU Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Register Bit Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
27.1
27.2
27.3
27.4
27.5
27.6
27.7
27.8
27.9
27.10
27.11
27.12
27.13
27.14
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
USB Transceiver Electrical Characteristics . . . . . . . . 183
Flash Memory On-Chip Programming . . . . . . . . . . . . . 184
Output Signal Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Clock and Reset Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
I/O Port Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Advanced Audio Interface (AAI) Timing. . . . . . . . . . . . 188
Microwire/SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
ACCESS.bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
USB Port AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Multi-Function Timer (MFT) Timing . . . . . . . . . . . . . . . 198
Versatile Timing Unit (VTU) Timing . . . . . . . . . . . . . . . 199
External Bus Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Pin Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Physical Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
www.national.com
2