英飞凌tricore用户手册 第1章 简介.pdf

TC1728 用户手册 简介 V1 0 1 1V1 0 2011 12 1 简简介介 简简介介 本用户手册描述了TC1728 一种基于英飞凌TriCore架构的新型32位微控制器DSP 该 文档涵盖了不同封装的TC1728和TC1724的特性 1 1关关于于本本手手册册 本用户手册的主要读者定位为设计工程师和软件工程师 手册对TC1728的功能单元 相关寄存器 相关指令及异常情况处理进行了详细描述 TC1728微控制器用户手册所描述的TC1728特性和TriCore架构紧密相关 若TC1728 直 接实现了TriCore架构功能 手册中将其简称为TC1728特性 手册在描述TC1728特性时若不 提及TriCore架构 即表明TC1728直接实现了TriCore 架构功能 若TC1728实现的特性是 TriCore架构特性的子集 手册会在说明TC1728具体实现的同时指出它与TriCore 架构的差 别 这些差别会在相关章节中予以说明 1 1 1相相关关文文档档 TriCore架构的详尽描述可参见文档 TriCore架构手册 由于TriCore 具有可配置性 不 同版本的架构包括的系统组成可能因此不同 因此有必要对TC1728架构进行单独说明 本用户手册和 TriCore架构手册 一起有助于用户完全理解TC1728微控制器的功能 1 1 2命命名名规规则则 本手册使用下面的规则来命名TC1728的组成单元 TC1728的功能单元用大写表示 例如 SSC支持全双工和半双工同步通信 低电平有效的引脚 符号上方加横杠表示 例如 外部复位引脚 ESR0 具有双 重功能 寄存器中的位域和位通常表示为 模块 寄存器名称 位域 或 模块 寄存器名称 位 例如大多数寄存器名包括模块名前缀 用下划线 和真正的寄存器名分开 例 如 ASCO CON 中 ASCO 是模块名前缀 CON 是内核寄存器名 在描述外设模 块的内核时 通常引用内核寄存器名 在描述外设模块的实现时 通常引用外带有模 块前缀的寄存器名 TC1728 用户手册 简介 V1 0 1 2V1 0 2011 12 简简介介 变量出现在大小写混用中 用来表示一组处理单元或寄存器 例如 寄存器名 MSGCFn 在首次使用寄存器时给出变量边界 例如 n 0 31 并在必要时重 复 数制缺省为十进制 十六进制常数下标 H 表示 如100H 二进制常数用下标 B 表示 如111B 在命名寄存器位域 或者命名一组信号 一组引脚时 表示为 名称 A B 这定 义了命名组从B到A的范围 在命名单独的位 信号和引脚时 表示为 名称 C 同时给出变量C的范围 例如CFG 2 0 和SRPN 0 单位缩写如下 MHz 兆赫兹 s 微秒 kBaud kbit 每秒1000位 MBaud Mbit 每秒1000 000位 Kbyte KB 1024字节 Mbyte MB 1048576字节 通常 前缀k将单位扩大1000倍 前缀K将单位扩大1024倍 因此 Kbyte将数字 扩大1024倍 kBaud将数值扩大1000倍 前缀M将单位扩大1 000 000倍或1048576 倍 前缀u将单位缩小0 000001倍 例如 1Kbyte是1024字节 1Mbyte是1024 1024字节 1kBaud kbit是每秒1000个字符 位 1MBaud Mbit是每秒1000000个字 符 位 1MHz是1000 000Hz 数据格式定义如下 Byte 字节 8位 Half Word 半字 16位 Word 字 32位 Double Word 双字 64位 TC1728 用户手册 简介 V1 0 1 3V1 0 2011 12 简简介介 1 1 3保保留留位位 未未定定义义位位及及未未实实现现位位 定义寄存器位域时 使用下列规则来定义未定义和未实现功能位 此外 位和位域读 写类型的缩写见表表1 1中定义 表表1 1位位功功能能描描述述 位位功功能能描描述述 未未实实现现功功能能位位 保保 留留 寄存器位域为 0 表示该位没有实现功能 读取这些位域返回 这些被定义为r或rh的位域应该被写入为0 这些被定义为rw的位域必须被写入为0 这些位域被保留 关于这些位域的详细描述可以在寄存器描述 文件中找到 rw该位或位域可读写 rwh和rw类似 但该位或位域可被硬件置位或复位 r该位或位域只可读 只读 w该位或位域只可写 只写 读该寄存器总是返回缺省值 rh该位或位域可以被硬件修改 可读硬件 例如 状态标识符 读该位或位域返回该位或位域的真实值 通过写入该位或位域 来置位位或位域是无效的 s具有该属性的位单向 粘着 其复位值一旦被软件覆盖 只 有通过复位操作才能重新返回其复位状态 不能通过软件设置 寄存器将类型位元切换回复位状态 该属性可以分别和rw或 rwh组合成rws rwhs f具有该属性的位元只能在取指时才可被读取 正常的数据读取 操作将返回其它值 1 1 4寄寄存存器器访访问问模模式式 对寄存器和存储器单元的读写访问有时受到限制 在存储器和寄存器访问归纳表中 会使用表表1 2中所定义的术语 TC1728 用户手册 简介 V1 0 1 4V1 0 2011 12 简简介介 表表1 2访访问问术术语语 符符号号说说明明 U用户模式 用户模式0或用户模式1允许访问 复位值 复位操作不改变该值 SV管理员模式下允许访问 R只读寄存器 32该寄存器或地址段只允许32位访问 E受初始化结束保护 Endinit protected 寄存器 地址 PW密码保护寄存器 地址 NC不改变 指示寄存器不被修改 BE指示访问该地址段产生总线错误 Bus Error nBE指示访问该地址段不产生错误 即使所访问的地址未定义或者访问未 遵循给定的规则 nE指示访问该地址或地址段不产生总线错误 即使所访问的地址或地址 段未定义 例如CPU访问 MTCR MFCR CSFR段中未定义的地址单元 时不会产生错误 1 1 5缩缩写写 本手册中出现的缩写和术语归纳如下 ADC模数转换器 AGPR地址通用寄存器 ALU算术逻辑单元 ASC异步 同步串行控制器 BCU总线控制单元 BROM引导ROM 测试 ROM CAN控制器局域网络 CMEMPCP 代码存储器 CISC复杂指令集计算 CPSCPU从接口 CPU中央处理单元 TC1728 用户手册 简介 V1 0 1 5V1 0 2011 12 简简介介 CRC循环冗余校验码 CSA上下文保护区 CSFR 内核特殊功能寄存器 DAP设备访问端口 DAS设备访问服务 DCACHE数据缓存 DFLASH数据存储器 DGPR数据通用寄存器 DMA直接存储器访问 DMI数据存储器接口 ECC错误修正码 EMI电磁干扰 FADC快速数模转换器 FAM存储阵列模块 FCE 灵活循环冗余码 CRC 引擎 FCS存取器命令状态机 FIM存储器接口控制模块 FPI灵活外设互连 总线 FPU浮点单元 GPIO通用输入 输出 GPR通用寄存器 GPTA通用定时器阵列 ICACHE指令 缓存 I O输入 输出 JTAG联合测试行动小组 IEEE1149 1 LBCU本地存储器总线控制单元 LDRAM本地数据RAM RAMLFI本地存储器 FPI总线接口 LMB本地存储器总线 LTC本地定时器单元 MLIMicroLink 接口 MMU存储器管理单元 TC1728 用户手册 简介 V1 0 1 6V1 0 2011 12 简简介介 MSB最高有效位 MSC微秒级通道 NC未连接 NMI 非可屏蔽中断 OCDS片上调试支持 OVRAM可重映射RAM PCP外设控制处理器 PMU程序存储器单元 PLL锁相环 PFLASH程序存储器 PMI程序存储器接口 PMU程序存储器管理单元 PRAMPCP参数RAM RAM随机存取存储器 RISC精简指令集 SBCU系统外设总线控制单元 SCU系统控制单元 SFR特殊功能寄存器 SPB系统外设总线 SPRAM高速暂存 Scratch Pad 存储器 SRAM静态数据存储器 SRN 服务请求节点 SSC同步串行控制器 STM系统定时器 WDT看门狗定时器 TC1728 用户手册 简介 V1 0 1 7V1 0 2011 12 简简介介 1 2TC1728的的系系统统构构架架 TC1728将以下三种强大的技术融合在一颗芯片上 从而使系统功耗更低 速度更快 为嵌入式应用提供了高性价比的解决方案 精简指令集 RISC 处理器架构 数字信号处理 DSP 操作和寻址模式 片上存储器和外设 DSP操作和寻址模式提供了强大的计算能力 能有效分析真实世界中的各种复杂信 号 RISC加载 存储 LOAD STORE 架构以较低的系统成本实现了高计算带宽 片上存储 器和外设的优化可支持要求极其苛刻的带宽实时嵌入式控制系统的各种任务 TC1728的其它高级性能还包括 有效的内存组织 指令和数据高数暂存 缓存 串行通信接口 灵活的同步和异步模式 外设控制处理器 独立的数据操作和中断服务 DMA 控制器 DMA 操作和中断服务 通用定时器 高性能片上总线 片上调试和仿真功能 和外部器件的灵活互连 灵活的功率管理 TC1728是一款表现出色的高性能微控制器 在单颗芯片上高度集成TriCore CPU 程序和数据存储器 多种总线 总线仲裁 中断控制器 外设控制处理器 DMA控制器和 多种片上外设 TC1728的设计专门用于满足极其苛刻的嵌入式控制系统应用的需求 具有 高性价比 实时响应速度快 强大的计算能力 高数据带宽 低系统功耗等特性 TC1728片上集成多种通用外设单元 如串行控制器 定时器单元 模数转换器 在 TC1728内部 这些外设单元通过灵活外设互连 FPI 总线以及两个简化总线接口与 TriCore CPU 系统相连 位于TC1728端口的一些I O接口用于这些外设单元和外部世界之间的通 信 TC1728 用户手册简 介 V1 0 1 8V1 0 2011 12 简简介介 1 2 1 TC1728框框图图 TC1728框图如图图1 1所示 请注意以下框图所示并不能完全适用于其他不同的封装 图图1 1TC1728框框图图 TC1728 用户手册简 介 V1 0 1 9V1 0 2011 12 简简介介 1 2 2 系系统统特特性性 TC1728的系统特性有如下 封封装装 PG LQFP 176封装 TC1728 PG LQFP 144封装 TC1724 TC1728 用户手册简 介 V1 0 1 10V1 0 2011 12 简简介介 1 2 3TC1728的的CPU核核 TC1728搭载有一个高性能的CPU和一个外设控制处理器 PCP 1 2 3 1高高性性能能的的32位位CPU 这一部分给出了TriCore 1构架的综述 TriCore TC1 3 1 构构架架的的亮亮点点 集成 RISC MCU DSP 32 位架构 具有4GB 统一的数据 程序和输入 输出地址空间 快速自动上下文切换 乘 累加单元 浮点单元 饱和整数运算 高性能片上外设总线 FPI总线 基于寄存器的设计 具有多个可变的寄存器组 位处理能力 数据打包操作 零开销循环 精度异常处理 灵活的功率管理 高高效效的的TriCore指指令令集集 16 32位指令 减小代码规模 数据类型包括 布尔量 位数组 字符 有符号和无符号整数 支持饱和操作 的整数 有符号小数 双字型整数 IEEE 754单精度浮点数 数据格式包括 位 8位字节 16位半字 32位字 64位双字数据格式 功能强大的指令集 灵活高效的寻址模式 集集成成CPU中中的的片片上上存存储储器器 指令存储器 共24KB 复位后 配置为 1 24Kbyte高速暂存RAM SPRAM 0Kbyte指令Cache ICACHE 数据存储器 共120KB 复位后 配置为 1 120 Kbyte的本地数据RAM LDRAM 1 软件配置 在CPU这一章中描述了可行的方案 TC1728 用户手册简 介 V1 0 1 11V1 0 2011 12 简简介介 0Kbyte的数据Cache DACHE 带有ECC 保护的片上SRAMs 1 2 3 2 高高性性能能的的32位位外外设设控控制制处处理理器器 该外设处理器 PCP 是一个灵活的外设处理器 可以优化中断处理和降低CPU负载 特特性性 支持任意两个存储器或I O单元之间的数据转移 支持预设次数的数据转移 支持 读取 修改 回写 完整的计算能力 包括基本乘除 MUL DIV 运算 读取 转移数据 和先前读取的数据相累加 读取两个数据值 执行算术或逻辑运算后保存结果 位处理能力 测试 置位 清零 程序流控制指令 条件 无条件跳转 断点 为代码存储器和数据存储器提供可编程写入保护 支持PCP写入的可编程的FPI访问权限 专用中断系统 带有ECC保护的PCP静态RAM PCP FPI时钟模式可以为 1 1 和2 1 高度集成的操作支持 集集成成PCP中中的的片片上上存存储储器器 24K byte的代码存储器 CMEM 8K byte的数据存储器 PRAM TC1728 用户手册简 介 V1 0 1 12V1 0 2011 12 简简介介 1 3片片上上系系统统单单元元 TC1728微控制器片上集成多种通用外设单元 如DMA控制器 嵌入式闪存 FLASH 模块 灵活的CRC引擎 系统定时单元 系统控制单元 重映射控制模块 中 断系统和端口 1 3 1灵灵活活的的中中断断系系统统 TC1728包含一个可编程中断系统 其特性如下 特特性性 快速的中断响应 硬件仲裁 为CPU和PCP打造的独立中断系统 可编程的服务请求节点 SRNs 每一个服务请求节点都和CPU或PCP的中断系统对应 灵活中断优先级机制 每个中断系统有255个中断优先级 用户手册简 介 V1 0 1 13 1 3 2系系统统定定时时器器 TC1728的系统定时器 STM 是为了满足全局系统授时应用中对高精度和长 需求而设计的 特特性性 自由运行的56位计数器 56位都能被同步读取 56位计数器中的不同的32位部分可以被同步读取 基于比较匹配STM的部分内容的灵活中断 复位操作后计数自动开始 如果ARSTDIS STMDIS位被清空 STM寄存器随应用复位而复位 ARSTDIS STMDIS被置位 STM 寄存器不会被复位 在调试 暂停模式下 STM可被停止 特殊STM寄存器理论上可在不同分辨率水平下提供对整个56位计数器或其 同步基准 1 STM寄存器 表示除了STM CLC STM SRC0和STM SRC1之外的所有寄存器 TC1728 V1 0 2011 12 简简介介 应用中对高精度和长周期的 寄存器随应用复位而复位 如果 位计数器或其32部分的 TC1728 用户手册简 介 V1 0 1 14V1 0 2011 12 简简介介 1 3 3系系统统控控制制单单元元 下面的系统控制单元 SCU 简介是对TC1728系统控制单元的综述 有关SCU的详 细信息请参考第三章 1 3 3 1时时钟钟发发生生单单元元 TC1728的时钟发生单元 CGU 允许产生非常灵活的时钟 在用户程序执行期间 频率可通过编程在性能和能耗上达到一个最优比率 1 3 3 2看看门门狗狗定定时时器器的的特特性性 看门狗的主要特性概况如下 16位看门狗计数器 可选择的输入频率 fFPI 256 或fFPI 16384 正常看门狗操作提供16位由用户定义的加载值 超时和预警模式具有固定加载值 ENDINIT位的编入以及对其修改的监测 提供复杂的密码访问机制 带有固定的和用户定义的密码域 访问错误检测 无效的密码 在第一次访问期间 或无效的警戒位 在第二次访问期 间 触发看门狗进行复位 溢出错误检测 计数器的一个溢出触发看门狗进行复位 看门狗功能可以被禁用 访问保护和ENDINIT监测功能保持开启 双复位检测 如果一个看门狗诱导发生两次复位 则认为发生了一个严重的系统 故障并且TC1728会一直保持复位状态 直到发生系统复位 这可以防止设备周期 性的复位 例如 如果到外部存储器的连接出现故障 而使系统无法进行初始化 1 3 3 3复复位位操操作作 下面复位请求触发器可用 1个外部上电硬件复位请求触发器 PORST 冷复位 2个外部系统请求复位触发器 ESR0 和ESR1 冷 热复位 看门狗定