NXP i.MXL Reference guide

Document Number: MC9328MXLRM

Rev. 5.1

06/2007

MC9328MXL

i.MX Integrated Portable

System Processor

Reference Manual

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Contents

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

Freescale Semiconductor iii

About This Book

Audience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxv

Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxv

Document Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvii

Suggested Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvii

Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxviii

Definitions, Acronyms, and Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxviii

Chapter 1

Introduction

1.1 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

1.3 ARM920T Microprocessor Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

1.4 AHB to IP Bus Interfaces (AIPIs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

1.5 External Interface Module (EIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

1.6 SDRAM Controller (SDRAMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

1.7 Clock Generation Module (CGM) and Power Control Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

1.8 Two Universal Asynchronous Receiver/Transmitters (UART 1, UART 2). . . . . . . . . . . . . . . . 1-5

1.9 Two Serial Peripheral Interfaces (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5

1.10 Two General-Purpose 32-Bit Counters/Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5

1.11 Watchdog Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5

1.12 Real-Time Clock/Sampling Timer (RTC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-6

1.13 LCD Controller (LCDC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-6

1.14 Pulse-Width Modulation (PWM) Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.15 Universal Serial Bus (USB) Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.16 Multimedia Card and Secure Digital (MMC/SD) Host Controller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.17 Memory Stick® Host Controller (MSHC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.18 Direct Memory Access Controller (DMAC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.19 Synchronous Serial Interface and Inter-IC Sound (SSI/I

2

S) Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.20 Inter-IC (I

2

C) Bus Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.21 Video Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.22 General-Purpose I/O (GPIO) Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.23 Bootstrap Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.24 Multimedia Accelerator (MMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

1.25 Power Management Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

1.26 Operating Voltage Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

1.27 Packaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

Chapter 2

Signal Descriptions and Pin Assignments

2.1 Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

2.2 I/O Pads Power Supply and Signal Multiplexing Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

iv Freescale Semiconductor

Chapter 3

Memory Map

3.1 Memory Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

3.1.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

3.1.2 Internal Register Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3.1.3 External Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3.1.4 Double Map Image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3.2 Internal Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

Chapter 4

ARM920T Processor

4.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1

4.2 ARM920T Macrocell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2

4.2.1 Caches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3

4.2.2 Cache Lock-Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3

4.2.3 Write Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3

4.2.4 PATAG RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3

4.2.5 MMUs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3

4.2.6 System Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-3

4.2.7 Control Coprocessor (CP15). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4

4.3 ARMv4T Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4

4.3.1 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4

4.3.2 Modes and Exception Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-4

4.3.3 Status Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.3.4 Exception Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.3.5 Conditional Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.4 Four Classes of Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.4.1 Data Processing Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.4.2 Load and Store Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-6

4.4.2.1 Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-6

4.4.2.2 Block Transfers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-6

4.4.3 Branch Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-7

4.4.3.1 Branch with Link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-7

4.4.4 Coprocessor Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-7

4.5 The ARM9 Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-7

4.6 The ARM Thumb Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-8

4.6.1 ARM920T Modes and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-9

Chapter 5

Embedded Trace Macrocell (ETM)

5.1 Introduction to the ETM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.2 Programming and Reading ETM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.3 Pin Configuration for ETM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

Freescale Semiconductor v

Chapter 6

Reset Module

6.1 Functional Description of the Reset Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.1.1 Global Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.1.2 ARM920T Processor Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2

6.2 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-3

6.2.1 Reset Source Register (RSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-3

Chapter 7

AHB to IP Bus Interface (AIPI)

7.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

7.1.1 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

7.1.2 General Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

7.2 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

7.2.1 Peripheral Size Registers[1:0] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-12

7.2.1.1 AIPI1 Peripheral Size Register 0 and AIPI2 Peripheral Size Register 0 . . . . . . . . . . . 7-12

7.2.1.2 AIPI1 Peripheral Size Register 1 and AIPI2 Peripheral Size Register 1 . . . . . . . . . . . 7-13

7.2.2 Peripheral Access Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-14

7.2.3 Peripheral Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-15

7.2.4 Time-Out Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16

7.3 Programming Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7.3.1 Data Access to 8-Bit Peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7.3.2 Data Access to 16-Bit Peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18

7.3.3 Data Access to 32-Bit Peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-19

7.3.4 Special Consideration for Non-Natural Size Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-20

Chapter 8

System Control

8.1 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-1

8.1.1 Silicon ID Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2

8.1.2 Function Multiplexing Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2

8.1.3 Global Peripheral Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-4

8.1.4 Global Clock Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-6

8.2 System Boot Mode Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-7

Chapter 9

Bootstrap Mode Operation

9.1 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1

9.1.1 Entering Bootstrap Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1

9.1.2 Bootstrap Record Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2

9.1.3 Registers Used in Bootloader Program. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2

9.1.4 Setting Up the RS-232 Terminal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

vi Freescale Semiconductor

9.1.5 Changing the Speed of Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

9.2 B-Record Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

9.3 Instruction Buffer Usage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

9.4 Simple Read/Write Examples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-5

9.5 Bootloader Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7

9.6 Special Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7

Chapter 10

Interrupt Controller (AITC)

10.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1

10.2 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

10.3 AITC Interrupt Controller Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3

10.4 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-4

10.4.1 Interrupt Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-7

10.4.2 Normal Interrupt Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-9

10.4.3 Interrupt Enable Number Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-10

10.4.4 Interrupt Disable Number Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-11

10.4.5 Interrupt Enable Register High and Interrupt Enable Register Low. . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12

10.4.5.1 Interrupt Enable Register High . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12

10.4.5.2 Interrupt Enable Register Low . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-13

10.4.6 Interrupt Type Register High and Interrupt Type Register Low . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-14

10.4.6.1 Interrupt Type Register High . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-14

10.4.6.2 Interrupt Type Register Low. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-15

10.4.7 Normal Interrupt Priority Level Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-15

10.4.7.1 Normal Interrupt Priority Level Register 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-16

10.4.7.2 Normal Interrupt Priority Level Register 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-17

10.4.7.3 Normal Interrupt Priority Level Register 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-18

10.4.7.4 Normal Interrupt Priority Level Register 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-19

10.4.7.5 Normal Interrupt Priority Level Register 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-20

10.4.7.6 Normal Interrupt Priority Level Register 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-21

10.4.7.7 Normal Interrupt Priority Level Register 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-22

10.4.7.8 Normal Interrupt Priority Level Register 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-23

10.4.8 Normal Interrupt Vector and Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-24

10.4.9 Fast Interrupt Vector and Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-25

10.4.10 Interrupt Source Register High and Interrupt Source Register Low. . . . . . . . . . . . . . . . . 10-26

10.4.10.1 Interrupt Source Register High . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-26

10.4.10.2 Interrupt Source Register Low . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-27

10.4.11 Interrupt Force Register High and Interrupt Force Register Low. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-28

10.4.11.1 Interrupt Force Register High . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-28

10.4.11.2 Interrupt Force Register Low . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-29

10.4.12 Normal Interrupt Pending Register High and Normal Interrupt Pending Register Low . 10-30

10.4.12.1 Normal Interrupt Pending Register High . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-30

10.4.12.2 Normal Interrupt Pending Register Low . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-31

10.4.13 Fast Interrupt Pending Register High and Fast Interrupt Pending Register Low . . . . . . . 10-32

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

Freescale Semiconductor vii

10.4.13.1 Fast Interrupt Pending Register High . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-32

10.4.13.2 Fast Interrupt Pending Register Low . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-33

10.5 ARM920T Processor Interrupt Controller Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-34

10.5.1 ARM920T Processor Prioritization of Exception Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-34

10.5.2 AITC Prioritization of Interrupt Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-34

10.5.3 Assigning and Enabling Interrupt Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-34

10.5.4 Enabling Interrupts Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-34

10.5.5 Typical Interrupt Entry Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-35

10.5.6 Writing Reentrant Normal Interrupt Routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-36

Chapter 11

External Interface Module (EIM)

11.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.2 EIM I/O Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.2.1 Address Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.2.2 Data Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.2.3 Read/Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.2.4 Control Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.4.1 OE—Output Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.4.2 EB [3:0]—Enable Bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.4.3 DTACK—Data Transfer Acknowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.5 Chip Select Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.5.1 Chip Select 0 (CS0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.2.5.2 Chip Select 1–Chip Select 5 (CS1–CS5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.2.6 Burst Mode Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.2.6.1 BCLK—Burst Clock. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.2.6.2 LBA—Load Burst Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.2.6.3 ECB—End Current Burst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.3 Pin Configuration for EIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.4 Typical EIM System Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-5

11.5 EIM Functionality. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

11.5.1 Configurable Bus Sizing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

11.5.2 Programmable Output Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

11.5.3 Burst Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

11.5.4 Burst Clock Divisor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

11.5.5 Burst Clock Start. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-9

11.5.6 Page Mode Emulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-9

11.5.7 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-9

11.6 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-10

11.6.1 Chip Select 0 Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-11

11.6.1.1 Chip Select 0 Upper Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-11

11.6.1.2 Chip Select 0 Lower Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-12

11.6.2 Chip Select 1–Chip Select 5 Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-12

11.6.2.1 Chip Select 1–Chip Select 5 Upper Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-12

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

viii Freescale Semiconductor

11.6.2.2 Chip Select 1–Chip Select 5 Lower Control Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-14

11.6.3 EIM Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-20

Chapter 12

Phase-Locked Loop and Clock Controller

12.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-1

12.2 Clock Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-1

12.2.1 Low Frequency Clock Source. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-1

12.2.2 High Frequency Clock Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-1

12.3 DPLL Output Frequency Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-3

12.3.1 DPLL Phase and Frequency Jitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-3

12.4 MC9328MXL Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-3

12.4.1 PLL Operation at Power-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-3

12.4.2 PLL Operation at Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-4

12.4.3 ARM920T Processor Low-Power Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-4

12.4.4 SDRAM Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-4

12.4.5 Power Management in the Clock Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-4

12.5 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-5

12.5.1 Clock Source Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-5

12.5.2 Peripheral Clock Divider Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-7

12.5.3 Programming Digital Phase Locked Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-8

12.5.3.1 MCU PLL Control Register 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-9

12.5.3.2 MCU PLL and System Clock Control Register 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-10

12.5.4 Generation of 48 MHz Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-11

12.5.4.1 System PLL Control Register 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-12

12.5.4.2 System PLL Control Register 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-13

Chapter 13

DMA Controller

13.1 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-1

13.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-2

13.3 Signal Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-3

13.3.1 Big Endian and Little Endian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-4

13.4 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-4

13.4.1 General Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-8

13.4.1.1 DMA Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-8

13.4.1.2 DMA Interrupt Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-9

13.4.1.3 DMA Interrupt Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-10

13.4.1.4 DMA Burst Time-Out Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-11

13.4.1.5 DMA Request Time-Out Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-12

13.4.1.6 DMA Transfer Error Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

13.4.1.7 DMA Buffer Overflow Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-14

13.4.1.8 DMA Burst Time-Out Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-15

13.4.2 2D Memory Registers (A and B) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-16

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Freescale Semiconductor ix

13.4.2.1 W-Size Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-16

13.4.2.2 X-Size Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-17

13.4.2.3 Y-Size Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

13.4.3 Channel Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

13.4.3.1 Channel Source Address Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-19

13.4.3.2 Destination Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-20

13.4.3.3 Channel Count Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-21

13.4.3.4 Channel Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-22

13.4.3.5 Channel Request Source Select Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-25

13.4.3.6 Channel Burst Length Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-26

13.4.3.7 Channel Request Time-Out Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-27

13.4.3.8 Channel 0 Bus Utilization Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-29

13.5 DMA Request Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-30

Chapter 14

Watchdog Timer Module

14.1 General Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-1

14.2 Watchdog Timer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-1

14.2.1 Timing Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-1

14.2.2 Watchdog During Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-1

14.2.2.1 Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-1

14.2.2.2 Software Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.3 Watchdog After Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.3.1 Initial Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.3.2 Countdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.3.3 Reload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.3.4 Time-Out. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.3.5 Halting the Counter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-3

14.4 Watchdog Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-3

14.4.1 Interrupt Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-3

14.4.2 Reset Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-3

14.5 State Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-4

14.6 Watchdog Timer I/O Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-5

14.7 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-6

14.7.1 Watchdog Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-6

14.7.2 Watchdog Service Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-7

14.7.3 Watchdog Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-8

Chapter 15

Multimedia Accelerator (MMA)

15.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-1

15.2 MMA Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-1

15.2.1 Memory Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-1

15.2.2 MAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

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x Freescale Semiconductor

15.2.2.1 Basic MAC Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

15.2.2.2 Data Access. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

15.2.2.3 Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-3

15.2.3 DCT/iDCT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-4

15.3 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-5

15.3.1 MMA MAC Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-6

15.3.1.1 MMA MAC Module Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-6

15.3.1.2 MMA MAC Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-7

15.3.1.3 MMA MAC Multiply Counter Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-9

15.3.1.4 MMA MAC Accumulate Counter Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-10

15.3.1.5 MMA MAC Interrupt Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-11

15.3.1.6 MMA MAC Interrupt Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-12

15.3.1.7 MMA MAC FIFO Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-13

15.3.1.8 MMA MAC FIFO Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-13

15.3.1.9 MMA MAC Burst Count Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-14

15.3.1.10 MMA MAC Bit Select Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-15

15.3.2 MMA MAC XY Count Accumulate Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-16

15.3.3 MMA MAC X Register Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17

15.3.3.1 MMA MAC X Base Address Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17

15.3.3.2 MMA MAC X Index Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-18

15.3.3.3 MMA MAC X Length Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-18

15.3.3.4 MMA MAC X Modify Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-19

15.3.3.5 MMA MAC X Increment Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-20

15.3.3.6 MMA MAC X Count Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-20

15.3.4 MMA MAC Y Register Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.3.4.1 MMA MAC Y Base Address Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.3.4.2 MMA MAC Y Index Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.3.4.3 MMA MAC Y Length Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-23

15.3.4.4 MMA MAC Y Modify Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-24

15.3.4.5 MMA MAC Y Increment Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-24

15.3.4.6 MMA MAC Y Count Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-25

15.3.5 MMA DCT/iDCT Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-26

15.3.5.1 DCT/iDCT Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-26

15.3.5.2 DCT/iDCT Version Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-27

15.3.5.3 DCT/iDCT IRQ Enable Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-28

15.3.5.4 DCT/iDCT IRQ Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-29

15.3.5.5 DCT/iDCT Source Data Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-30

15.3.5.6 DCT/iDCT Destination Data Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-30

15.3.5.7 DCT/iDCT X-Offset Address. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-31

15.3.5.8 DCT/iDCT Y-Offset Address. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-31

15.3.5.9 DCT/iDCT XY Count. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-32

15.3.5.10 DCT/iDCT Skip Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-33

15.3.5.11 DCT/iDCT Data FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-34

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Chapter 16

Serial Peripheral Interface Modules (SPI 1 and SPI 2)

16.1 SPI Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-1

16.2 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-2

16.2.1 Phase and Polarity Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-2

16.2.2 Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-3

16.2.3 Pin Configuration for SPI 1 and SPI 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-3

16.3 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-5

16.3.1 Receive (RX) Data Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-6

16.3.2 Transmit (TX) Data Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-7

16.3.3 Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-8

16.3.4 Interrupt Control/Status Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-10

16.3.5 Test Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-12

16.3.6 Sample Period Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-13

16.3.7 DMA Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-14

16.3.8 Soft Reset Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-15

Chapter 17

LCD Controller

17.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-1

17.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-1

17.3 LCDC Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-2

17.3.1 LCD Screen Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-2

17.3.2 Panning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-3

17.3.3 Display Data Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-3

17.3.4 Black-and-White Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-7

17.3.5 Gray-Scale Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-7

17.3.6 Color Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-8

17.3.7 Frame Rate Modulation Control (FRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-10

17.3.8 Panel Interface Signals and Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-11

17.3.8.1 Pin Configuration for LCDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-11

17.3.8.2 Passive Matrix Panel Interface Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-12

17.3.8.3 Passive Panel Interface Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-13

17.3.9 8 bpp Mode Color STN Panel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-14

17.3.9.1 Active Matrix Panel Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-14

17.3.9.2 Active Panel Interface Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-16

17.4 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

17.4.1 Screen Start Address Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

17.4.2 Size Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-21

17.4.3 Virtual Page Width Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-22

17.4.4 Panel Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-23

17.4.5 Horizontal Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-25

17.4.6 Vertical Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.4.7 Panning Offset Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-27

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17.4.8 LCD Cursor Position Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-28

17.4.9 LCD Cursor Width Height and Blink Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-30

17.4.10 LCD Color Cursor Mapping Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-31

17.4.11 Sharp Configuration 1 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-32

17.4.12 PWM Contrast Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-35

17.4.13 Refresh Mode Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-36

17.4.14 DMA Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-37

17.4.15 Interrupt Configuration Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-38

17.4.16 Interrupt Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-39

17.4.17 Mapping RAM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-40

17.4.17.1 One Bit/Pixel Monochrome Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-40

17.4.17.2 Four Bits/Pixel Gray-Scale Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-40

17.4.17.3 Four Bits/Pixel Passive Matrix Color Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-41

17.4.17.4 Eight Bits/Pixel Passive Matrix Color Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-41

17.4.17.5 Four Bits/Pixel Active Matrix Color Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-42

17.4.17.6 Eight Bits/Pixel Active Matrix Color Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-42

17.4.17.7 Twelve Bits/Pixel and Sixteen Bits/Pixel Active Matrix Color Mode . . . . . . . . . . . . 17-43

Chapter 18

Multimedia Card/Secure Digital Host Controller Module (MMC/SD)

18.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-1

18.2 Features List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-1

18.3 MMC/SD Module Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-2

18.4 MMC/SD Module and Card Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-3

18.4.1 MMC and SD Card Pin Assignments and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-3

18.4.2 Communication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

18.4.3 Signal Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

18.4.4 Pin Configuration for the MMC/SD Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-5

18.5 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-5

18.5.1 DMA Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-6

18.5.1.1 DMA Burst Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-6

18.5.1.2 Write-Error Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-8

18.5.2 Memory Controller (Register Handler) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-8

18.5.2.1 SD I/O—IRQ and ReadWait Service Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-8

18.5.2.2 Card Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-9

18.5.2.3 MMC/SD Module Interrupt Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-9

18.5.3 Logic and Command Interpreters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-9

18.5.4 System Clock Controller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-11

18.5.4.1 Card Clock Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

18.5.5 Transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

18.6 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-13

18.6.1 MMC/SD Clock Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-14

18.6.2 MMC/SD Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-16

18.6.3 MMC/SD Clock Rate Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-19

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

Freescale Semiconductor xiii

18.6.4 MMC/SD Command and Data Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-20

18.6.5 MMC/SD Response Time-Out Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-22

18.6.6 MMC/SD Read Time-Out Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-23

18.6.7 MMC/SD Block Length Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-24

18.6.8 MMC/SD Number of Blocks Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-25

18.6.9 MMC/SD Revision Number Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-26

18.6.10 MMC/SD Interrupt Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-27

18.6.11 Commands and Arguments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-29

18.6.11.1 MMC/SD Command Number Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-30

18.6.11.2 MMC/SD Higher Argument Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-30

18.6.11.3 MMC/SD Lower Argument Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-31

18.6.12 MMC/SD Response FIFO Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-32

18.6.13 MMC/SD Buffer Access Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-33

18.7 Functional Example for the MMC/SD Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-33

18.7.1 Basic Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-34

18.7.2 Card Identification State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-34

18.7.2.1 Card Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-34

18.7.2.2 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-35

18.7.2.3 Voltage Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-35

18.7.2.4 Card Registry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-38

18.7.3 Card Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-39

18.7.3.1 Block Access: Block Write and Block Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-39

18.7.3.1.1 Block Write. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-39

18.7.3.1.2 Block Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-42

18.7.3.2 Stream Access—Stream Write and Stream Read (MMC Only). . . . . . . . . . . . . . . . . 18-45

18.7.3.2.1 Stream Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-45

18.7.3.2.2 Stream Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-46

18.7.3.3 Erase—Group Erase (MMC Only) and Sector Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-47

18.7.3.4 Wide Bus Selection or Deselection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-48

18.7.4 Protection Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-48

18.7.4.1 Card Internal Write Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-49

18.7.4.2 Mechanical Write Protect Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-49

18.7.4.3 Password Protect. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-49

18.7.4.3.1 Setting the Password. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-50

18.7.4.3.2 Resetting the Password . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-50

18.7.4.3.3 Locking a Card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-51

18.7.4.3.4 Unlocking the Card. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-51

18.7.4.3.5 Forcing Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-52

18.7.5 Card Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-52

18.7.6 SD Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-54

18.7.7 SD I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-55

18.7.7.1 SD I/O Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-55

18.7.7.2 SD I/O Suspend and Resume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-56

18.7.7.3 SD I/O ReadWait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-56

18.7.8 Commands and Responses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-57

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xiv Freescale Semiconductor

18.7.8.1 Application-Specific and General Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-58

18.7.8.2 Command Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-58

18.7.8.3 Command Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-59

18.7.8.4 Commands for the MMC/SD Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-59

18.7.8.5 Response Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-63

18.7.8.5.1 R1—Normal Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-63

18.7.8.5.2 R1b—Normal Response with Busy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-64

18.7.8.5.3 R2—CID, CSD Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-64

18.7.8.5.4 R3—OCR Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-64

18.7.8.5.5 R4—Fast I/O for MMC Only . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-65

18.7.8.5.6 R4b—SD I/O Only . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-65

18.7.8.5.7 R5—Interrupt Request (for MMC Only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-65

18.7.8.5.8 R6—SD I/O Only . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-65

Chapter 19

Memory Stick Host Controller (MSHC) Module

19.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-1

19.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-1

19.3 Block Diagram and Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-1

19.4 Memory Stick Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-2

19.4.1 Signal Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-3

19.4.2 Pin Configuration for the MSHC Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-3

19.5 Memory Stick Host Controller Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-4

19.5.1 Data FIFO Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-4

19.5.2 Bus State Control Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-5

19.5.3 MSHC Module Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-5

19.5.3.1 Interrupt Sources. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-5

19.5.3.2 SDIO Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-6

19.5.4 Reset Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-7

19.5.5 Power Save Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-8

19.5.5.1 Register Access During Power Save Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-9

19.5.5.2 Register Access while MSHC Module is Disabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-9

19.5.6 Auto Command Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-9

19.5.7 Serial Clock Divider Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-11

19.5.8 System-Level DMA Transfer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-11

19.6 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-12

19.7 Memory Stick Command Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-13

19.7.1 Memory Stick Control/Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-14

19.7.2 Memory Stick Transmit FIFO Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-15

19.7.3 Memory Stick Receive FIFO Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-16

19.7.4 Memory Stick Interrupt Control/Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-16

19.7.5 Memory Stick Parallel Port Control/Data Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-18

19.7.6 Memory Stick Control 2 Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-19

19.7.7 Memory Stick Auto Command Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-20

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

Freescale Semiconductor xv

19.7.8 Memory Stick FIFO Access Error Control/Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-21

19.7.9 Memory Stick Serial Clock Divider Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-22

19.7.10 Memory Stick DMA Request Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-23

19.8 Programmer’s Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-24

19.8.1 Memory Stick Serial Interface Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-24

19.8.2 Protocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-26

19.8.2.1 Write Packet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-26

19.8.2.2 Read Packet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-27

19.8.3 Transfer Protocol Command (TPC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-27

19.8.4 Protocol Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-28

19.8.4.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-28

19.8.4.2 Two State Access Mode Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-30

19.8.5 Signal Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-31

19.8.5.1 Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-31

19.8.5.2 Bus State Extension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-31

19.8.5.3 Data Transfer Extension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-32

Chapter 20

Pulse-Width Modulator (PWM)

20.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-1

20.2 PWM Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-1

20.2.1 Clock Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-1

20.2.2 Pin Configuration for PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.3 PWM Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.3.1 Playback Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.3.2 Tone Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-3

20.3.3 Digital-to-Analog Converter (D/A) Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-3

20.4 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-3

20.4.1 PWM Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-3

20.4.1.1 HCTR and BCTR Bit Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.4.2 PWM Sample Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.4.3 PWM Period Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-7

20.4.4 PWM Counter Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-8

Chapter 21

Real-Time Clock (RTC)

21.1 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-2

21.1.1 Prescaler and Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-2

21.1.2 Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-2

21.1.3 Sampling Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-2

21.1.4 Minute Stopwatch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-3

21.2 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-3

21.2.1 RTC Days Counter Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-4

21.2.2 RTC Hours and Minutes Counter Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-5

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

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21.2.3 RTC Seconds Counter Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-6

21.2.4 RTC Day Alarm Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-7

21.2.5 RTC Hours and Minutes Alarm Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-8

21.2.6 RTC Seconds Alarm Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-9

21.2.7 RTC Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-10

21.2.8 RTC Interrupt Status Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-10

21.2.9 RTC Interrupt Enable Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-13

21.2.10 Stopwatch Minutes Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-15

Chapter 22

SDRAM Memory Controller

22.1 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-1

22.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-2

22.3 Functional Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-2

22.3.1 SDRAM Command Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.3.2 Page and Bank Address Comparators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.3.3 Row and Column Address Multiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.3.4 Data Aligner and Multiplexer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.3.5 Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.3.6 Refresh Request Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.3.7 Powerdown Timer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-4

22.3.8 DMA Operation with the SDRAM Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-4

22.3.9 SDCLK—SDRAM Clock. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-5

22.3.10 SDCKE0, SDCKE1—SDRAM Clock Enables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-5

22.3.11 CSD0, CSD1—SDRAM Chip-Select. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-5

22.3.12 DQ [31:0]—Data Bus (Internal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-5

22.3.13 MA [11:0]—Multiplexed Address Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-6

22.3.14 SDBA [4:0], SDIBA [3:0]—Non-Multiplexed Address Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-6

22.3.15 DQM3, DQM2, DQM1, DQM0—Data Qualifier Mask . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-6

22.3.16 SDWE—Write Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-6

22.3.17 RAS—Row Address Strobe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-6

22.3.18 CAS—Column Address Strobe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-6

22.3.19 RESET_SF—Reset or Powerdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-7

22.3.20 Pin Configuration for SDRAMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-7

22.4 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-8

22.4.1 SDRAM Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-9

22.4.2 SDRAM Reset Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-16

22.4.3 Miscellaneous Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-17

22.5 Operating Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-18

22.5.1 SDRAM and SyncFlash Command Encoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-18

22.5.2 Normal Read/Write Mode (SMODE = 000). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-19

22.5.3 Precharge Command Mode (SMODE = 001). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-24

22.5.4 Auto-Refresh Mode (SMODE = 010) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-25

22.5.5 Set Mode Register Mode (SMODE = 011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-26

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22.5.6 SyncFlash Load Command Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-27

22.5.7 SyncFlash Program Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-28

22.6 General Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-30

22.6.1 Address Multiplexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-30

22.6.1.1 Multiplexed Address Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-30

22.6.1.2 Non-Multiplexed Address Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-32

22.6.1.3 Bank Addresses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-33

22.6.2 Refresh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-33

22.6.3 Self-Refresh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-34

22.6.3.1 Self-Refresh During RESET_IN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-34

22.6.3.2 Self-Refresh During Low-Power Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-35

22.6.3.3 Powerdown Operation During Reset and Low-Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-35

22.6.4 Clock Suspend Low-Power Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-37

22.6.4.1 Powerdown (Precharge Powerdown) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-37

22.6.4.2 Clock Suspend (Active Powerdown) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-37

22.6.4.3 Refresh During Powerdown or Clock Suspend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-37

22.7 SDRAM Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-39

22.7.1 SDRAM Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-39

22.7.2 Configuring Controller for SDRAM Memory Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-40

22.7.2.1 CAS Latency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-40

22.7.2.2 Row Precharge Delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-40

22.7.2.3 Row-to-Column Delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-40

22.7.2.4 Row Cycle Delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-40

22.7.2.5 Refresh Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-41

22.7.2.6 Memory Configuration Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-41

22.7.3 SDRAM Reset Initialization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-59

22.7.4 Mode Register Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-61

22.7.5 Mode Register Programming Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-64

22.7.5.1 Example 1—256 Mbit SDRAM Mode Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-64

22.7.5.2 Example 2—64 Mbit SDRAM Mode Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-66

22.7.6 SDRAM Memory Refresh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-69

22.8 SyncFlash Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-69

22.8.1 SyncFlash Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-69

22.8.2 SyncFlash Mode Register Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-70

22.8.3 Booting From SyncFlash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-70

22.8.4 SyncFlash Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-70

22.8.5 SyncFlash Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-73

22.8.6 Clock Suspend Timer Use with SyncFlash. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-74

22.8.7 Powerdown Operation with SyncFlash. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-74

22.9 Deep Powerdown Operation with SyncFlash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-74

Chapter 23

General-Purpose Timers

23.1 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-2

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

xviii Freescale Semiconductor

23.1.1 Pin Configuration for General-Purpose Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-2

23.2 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-3

23.2.1 Timer Control Registers 1 and 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-3

23.2.2 Timer Prescaler Registers 1 and 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.2.3 Timer Compare Registers 1 and 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-6

23.2.4 Timer Capture Registers 1 and 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-7

23.2.5 Timer Counter Registers 1 and 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-8

23.2.6 Timer Status Registers 1 and 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-9

Chapter 24

USB Device Port

24.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-1

24.1.1 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-1

24.2 Module Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-3

24.2.1 Universal Serial Bus Device Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-3

24.2.2 Synchronization and Transaction Decode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-4

24.2.3 Endpoint FIFO Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-4

24.2.4 Control Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-5

24.2.5 USB Transceiver Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-5

24.2.6 Signal Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-5

24.2.7 Pin Configuration for USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-6

24.3 Programming Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-7

24.3.1 USB Frame Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-8

24.3.2 USB Specification Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-9

24.3.3 USB Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-10

24.3.4 USB Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-11

24.3.5 USB Descriptor RAM Address Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-13

24.3.6 USB Descriptor RAM/Endpoint Buffer Data Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-14

24.3.7 USB Interrupt Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-15

24.3.8 USB Interrupt Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-17

24.3.9 USB Enable Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-18

24.3.10 Endpoint n Status/Control Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-19

24.3.11 Endpoint n Interrupt Status Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-20

24.3.12 Endpoint n Interrupt Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-23

24.3.13 Endpoint n FIFO Data Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-25

24.3.14 Endpoint n FIFO Status Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-26

24.3.15 Endpoint n FIFO Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-28

24.3.16 USB Endpoint n Last Read Frame Pointer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-30

24.3.17 USB Endpoint n Last Write Frame Pointer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-31

24.3.18 Endpoint n FIFO Alarm Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-32

24.3.19 Endpoint n FIFO Read Pointer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-33

24.3.20 Endpoint n FIFO Write Pointer Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-34

24.4 Programmer’s Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-34

24.5 Device Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-35

MC9328MXL Reference Manual, Rev. 5.1

Freescale Semiconductor xix

24.5.1 Configuration Download . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-36

24.5.1.1 USB Endpoint to FIFO Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-37

24.5.1.2 USB Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-37

24.5.1.3 Endpoint Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-37

24.5.1.4 Enable the Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-38

24.6 Exception Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-38

24.6.1 Unable to Complete Device Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-38

24.6.2 Aborted Device Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-38

24.6.3 Unable to Fill or Empty FIFO Due to Temporary Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-39

24.6.4 Catastrophic Error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-39

24.7 Data Transfer Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-39

24.7.1 USB Packets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-39

24.7.1.1 Short Packets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-39

24.7.1.2 Sending Packets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-40

24.7.1.3 Receiving Packets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-40

24.7.1.4 Programming the FIFO Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-41

24.7.2 USB Transfers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-41

24.7.2.1 Data Transfers to the Host . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-41

24.7.2.2 Data Transfers to the Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-42

24.7.3 Control Transfers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-42

24.7.4 Bulk Traffic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-42

24.7.4.1 Bulk OUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-42

24.7.4.2 Bulk IN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-43

24.7.5 Interrupt Traffic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-43

24.7.6 Isochronous Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-43

24.7.6.1 Isochronous Transfers in a Nutshell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-43

24.7.6.2 The SYNCH_FRAME Standard Request. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-44

24.8 Interrupt Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-44

24.8.1 USB General Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-44

24.8.1.1 MSOF—Missed Start-of-Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-44

24.8.1.2 SOF—Start-of-Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-44

24.8.1.3 RESET_STOP—End of USB Reset Signaling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-44

24.8.1.4 RESET_START—Start of USB Reset Signaling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-45

24.8.1.5 WAKEUP—Resume (Wakeup) Signaling Detected . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-45

24.8.1.6 SUSP—USB Suspended. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-45

24.8.1.7 FRAME_MATCH—Match Detected in USB_FRAME Register . . . . . . . . . . . . . . . 24-45

24.8.1.8 CFG_CHG—Host Changed USB Device Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-45

24.8.2 Endpoint Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-45

24.8.2.1 FIFO_FULL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-45

24.8.2.2 FIFO_EMPTY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-46

24.8.2.3 FIFO_ERROR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-46

24.8.2.4 FIFO_HIGH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-46

24.8.2.5 FIFO_LOW. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-46

24.8.2.6 EOT—End of Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-46

24.8.2.7 DEVREQ—Device Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-46

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xx Freescale Semiconductor

24.8.2.8 MDEVREQ—Multiple Device Request. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-46

24.8.2.9 EOF—End of Frame. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-47

24.8.3 Interrupts, Missed Interrupts, and the USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-47

24.8.3.1 SOF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-47

24.8.3.2 CFG_CHG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-47

24.8.3.3 EOT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-47

24.8.3.4 DEVREQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-47

24.9 Reset Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-47

24.9.1 Hard Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-48

24.9.2 USB Software Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-48

24.9.3 UDC Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-48

24.9.4 USB Reset Signaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-48

Chapter 25

Universal Asynchronous Receiver/Transmitters (UART) Modules

25.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-1

25.2 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-1

25.2.1 Module Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-2

25.2.2 UART Pin Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-3

25.3 Interrupts and DMA Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-4

25.4 General UART Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-5

25.4.1 RTS—UART Request To Send . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-6

25.4.2 RTS Edge Triggered Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-6

25.4.3 DTR—Data Terminal Ready . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-6

25.4.4 DTR Edge Triggered Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-7

25.4.5 DSR—Data Set Ready . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-7

25.4.6 DCD—Data Carrier Detect. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-7

25.4.7 RI—Ring Indicator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-7

25.4.8 CTS—Clear To Send . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-8

25.4.9 Programmable CTS Deassertion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-8

25.4.10 TXD—UART Transmit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-8

25.4.11 RXD—UART Receive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-8

25.5 Sub-Block Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-9

25.5.1 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-10

25.5.2 Transmitter FIFO Empty Interrupt Suppression. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-11

25.5.3 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-12

25.5.4 Idle Line Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-13

25.5.4.1 Idle Condition Detect Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-13

25.5.5 Receiver Wake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-14

25.5.6 Receiving a BREAK Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-14

25.5.7 Vote Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-14

25.5.8 Binary Rate Multiplier (BRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-15

25.5.9 Baud Rate Automatic Detection Logic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-17

25.5.9.1 Baud Rate Automatic Detection Protocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25-18

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