GXM Datasheet, PDF (3/244 Pages) National Semiconductor (TI) – Geode™ GXm Processor Integrated x86 Solution with MMX Support

Table of Contents
1.0 Architecture Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1 INTEGER UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 FLOATING POINT UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 WRITE-BACK CACHE UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 MEMORY MANAGEMENT UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.1 Internal Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 INTEGRATED FUNCTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5.1
1.5.2
1.5.3
1.5.4
Graphics Accelerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Display Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
XpressRAM Memory Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
PCI Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6 GEODE GXM/CS5530 SYSTEM DESIGNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.0 Signal Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1 PIN ASSIGNMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 SIGNAL DESCRIPTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
System Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
PCI Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Memory Controller Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Video Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Power, Ground, and No Connect Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Internal Test and Measurement Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3 SUBSYSTEM SIGNAL CONNECTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.4 POWER PLANES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.0 Processor Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.1 CORE PROCESSOR INITIALIZATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.2 INSTRUCTION SET OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.2.1 Lock Prefix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.3 REGISTER SETS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.3.4
Application Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
System Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Model Specific Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Time Stamp Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.4 ADDRESS SPACES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4.1 I/O Address Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4.2 Memory Address Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.5 OFFSET, SEGMENT, AND PAGING MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.6 OFFSET MECHANISM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.7 DESCRIPTORS AND SEGMENT MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.7.1 Real and Virtual 8086 Mode Segment Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.7.2 Segment Mechanism in Protective Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.7.3 GDTR and LDTR Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.7.4 Descriptor Bit Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.7.5 Gate Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.8 MULTITASKING AND TASK STATE SEGMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.9 PAGING MECHANISM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Revision 3.1
3
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