NXP MCF5253 Reference guide

Document Number: MCF5253RM

Rev. 1

08/2008

MCF5253

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MCF5253 Reference Manual, Rev. 1

Freescale Semiconductor iii

Chapter 1

MCF5253 Introduction

1.1 MCF5253 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.2 MCF5253 Feature Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.3 MCF5253 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

1.4 MCF5253 Feature Details. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

1.5 MCF5253 Functional Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.5.1 ColdFire CF2 Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.5.2 DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.5.3 Enhanced Multiply and Accumulate Module (eMAC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

1.5.4 Instruction Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.5.5 Internal 128-Kbyte SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.5.6 DRAM Controller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.5.7 System Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.5.8 External Bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.5.9 USB 2.0 High-Speed On-The-Go. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

1.5.10 ATA Controller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.5.11 Two Controller Area Network (CAN) 2.0B Communication Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.5.12 Real-Time Clock. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.5.13 Serial Audio Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.5.14 IEC958 Digital Audio Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.5.15 Audio Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-9

1.5.16 CD-ROM Encoder/Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

1.5.17 Three UART Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

1.5.18 Queued Serial Peripheral Interface QSPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

1.5.19 Timer Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11

1.5.20 IDE Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11

1.5.21 Analog/Digital Converter (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11

1.5.22 Flash Memory Card Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11

1.5.23 I

2

C Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11

1.5.24 Chip-Selects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-11

1.5.25 GPIO Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-12

1.5.26 Interrupt Controller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-12

1.5.27 JTAG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-12

1.5.28 System Debug Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-12

1.5.29 System Oscillator and PLL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-12

1.5.30 Sleep and Wake-Up Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-13

1.5.31 Bootloader. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-13

1.5.32 Internal Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-13

Chapter 2

Signal Description

2.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

Contents

MCF5253 Reference Manual, Rev. 1

iv Freescale Semiconductor

2.2 GPIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-5

2.3 MCF5253 Bus Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-5

2.3.1 Address Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-5

2.3.2 Read-Write Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6

2.3.3 Output Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6

2.3.4 Data Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6

2.3.5 Transfer Acknowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6

2.4 SDRAM Controller Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-6

2.5 Chip Selects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7

2.6 ISA Bus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7

2.7 Bus Buffer Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7

2.8 I2C Module Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7

2.9 Serial Module Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-8

2.10 Timer Module Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-8

2.11 Serial Audio Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-8

2.12 Digital Audio Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-9

2.13 Subcode Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-10

2.14 Analog to Digital Converter (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-10

2.15 Secure Digital / Memory Stick Card Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-10

2.16 Queued Serial Peripheral Interface (QSPI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11

2.17 ATA Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11

2.18 Two Controller Area Network (CAN) Communication Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11

2.19 USB Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12

2.19.1 USB PHY Interface Including Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12

2.20 Real-Time Clock. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12

2.21 Crystal Trim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12

2.22 Clock Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12

2.23 Debug and Test Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-12

2.23.1 Test Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-13

2.23.2 High Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-13

2.23.3 Processor Clock Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-13

2.23.4 Debug Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-13

2.23.5 Processor Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-13

2.24 BDM/JTAG Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-14

2.25 Clock and Reset Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-14

2.25.1 Reset In . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-14

2.25.2 System Bus Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-14

2.26 Wake-Up Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-14

2.27 On-Chip Linear Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-15

Chapter 3

ColdFire Core

3.1 Processor Pipelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

3.2 ColdFire Processor Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

MCF5253 Reference Manual, Rev. 1

Freescale Semiconductor v

3.2.1 User Memory Map and Register Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

3.2.1.1 Data Registers (D0–D7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

3.2.1.2 Address Registers (A0–A6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

3.2.1.3 Stack Pointer (A7, SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

3.2.1.4 Program Counter (PC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

3.2.1.5 Condition Code Register (CCR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

3.2.2 Enhanced Multiply Accumulate Module (eMAC) User Memory Map and Register

Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

3.2.2.1 eMAC Instruction Set Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

3.2.3 Supervisor Memory Map and Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3.2.3.1 Status Register (SR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5

3.2.3.2 Vector Base Register (VBR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

3.3 Exception Processing Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

3.4 Exception Stack Frame Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8

3.5 Processor Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9

3.5.1 Access Error Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9

3.5.2 Address Error Exception. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3.5.3 Illegal Instruction Exception. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3.5.4 Divide By Zero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3.5.5 Privilege Violation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3.5.6 Trace Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3.5.7 Debug Interrupt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

3.5.8 RTE and Format Error Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

3.5.9 TRAP Instruction Exceptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

3.5.10 Interrupt Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

3.5.11 Fault-on-Fault Halt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12

3.5.12 Reset Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12

3.6 Instruction Execution Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12

3.6.1 Timing Assumptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12

3.6.2 MOVE Instruction Execution Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-13

3.7 Standard One Operand Instruction Execution Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15

3.8 Standard Two Operand Instruction Execution Times. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15

3.9 Miscellaneous Instruction Execution Times. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-17

3.10 Branch Instruction Execution Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-18

Chapter 4

Phase-Locked Loop and Clock Dividers

4.1 PLL Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1

4.2 PLL Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2

4.2.1 PLL Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.2.2 PLL Lock-In Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.2.3 PLL Electrical Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-5

4.3 Dynamic Clock Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-6

4.4 Audio Clock Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-6

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4.5 Reduced Power Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-7

4.6 Sleep / Wake-up Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-7

4.6.1 Enter Sleep Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-8

4.6.2 Exit Sleep Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-8

4.7 Selecting Audio_clock Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-8

4.8 Recommended Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-8

Chapter 5

Instruction Cache

5.1 Instruction Cache Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5.3 Instruction Cache Physical Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

5.4 Instruction Cache Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

5.4.1 Interaction with Other Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

5.4.2 Memory Reference Attributes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3

5.4.3 Cache Coherency and Invalidation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3

5.4.4 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3

5.4.5 Cache Miss Fetch Algorithm/Line Fills . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-3

5.5 Instruction Cache Memory Map and Register Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5

5.5.1 Instruction Cache Registers Memory Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5

5.5.2 Instruction Cache Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6

5.5.2.1 Cache Control Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6

5.5.2.2 Access Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-8

Chapter 6

Static RAM (SRAM)

6.1 SRAM Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.2 SRAM Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.3 SRAM Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.3.1 SRAM Base Address Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

6.3.2 SRAM Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

6.3.3 SRAM Initialization Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

6.3.4 Power Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

Chapter 7

Synchronous DRAM Controller Module

7.1 SDRAM Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

7.1.1 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

7.2 Synchronous Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-2

7.2.1 DRAM Controller Signals in Synchronous Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-3

7.3 SDRAM Memory Map and Register Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-3

7.3.1 DRAM Controller Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4

7.3.1.1 DRAM Control Register (DCR) (Synchronous Mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-4

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Freescale Semiconductor vii

7.3.1.2 DRAM Address and Control (DACR0) (Synchronous Mode). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-5

7.3.1.3 DRAM Controller Mask Registers (DMR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-7

7.4 General Synchronous Operation Guidelines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-8

7.4.1 Address Multiplexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-8

7.4.2 Interfacing Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

7.4.3 Burst Page Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

7.4.4 Continuous Page Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-12

7.4.5 Auto-Refresh Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-14

7.4.6 Self-Refresh Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-15

7.5 Initialization Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16

7.5.1 Mode Register Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-16

7.6 SDRAM Example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-17

7.6.1 SDRAM Interface Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18

7.6.2 DCR Initialization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18

7.6.3 DACR Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-19

7.6.4 DMR Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-20

7.6.5 Mode Register Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-21

7.6.6 Initialization Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-22

Chapter 8

Bus Operation

8.1 Bus Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-1

8.2 Bus and Control Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-1

8.2.1 Address Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2

8.2.2 Read/Write Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2

8.2.3 Transfer Acknowledge (TA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2

8.2.4 Data Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2

8.2.5 Chip Selects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-3

8.2.6 Output Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-3

8.3 Clock and Reset Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-3

8.3.1 Reset In . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-4

8.3.2 System Bus Clock Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-4

8.4 Bus Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-4

8.5 Data Transfer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-4

8.5.1 Bus Cycle Execution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-5

8.5.2 Read Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-6

8.5.3 Write Cycle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-8

8.5.4 Back-to-Back Bus Cycles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-9

8.5.5 Burst Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-10

8.5.5.1 Line Transfers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-10

8.5.5.2 Line Read Bus Cycles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-10

8.6 Misaligned Operands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-13

8.7 Reset Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-14

8.7.1 Software Watchdog Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-15

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viii Freescale Semiconductor

Chapter 9

System Integration Module (SIM)

9.1 SIM Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1

9.1.1 SIM Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1

9.2 SIM Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-1

9.2.1 SIM Register Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2

9.3 SIM Module Programming Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

9.3.1 Module Base Address Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

9.3.2 Device ID Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6

9.4 Interrupt Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6

9.4.1 Primary Interrupt Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-7

9.4.1.1 Interrupt Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

9.4.1.2 Interrupt Pending Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

9.4.2 Secondary Interrupt Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11

9.4.2.1 Interrupt Level Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12

9.4.2.2 Interrupt Vector Generation Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-12

9.4.2.3 Spurious Vector Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-13

9.4.2.4 Secondary Interrupt Sources. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-13

9.4.3 Software Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-16

9.4.4 Interrupt Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-16

9.5 System Protection and Reset Status Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-17

9.5.1 Reset Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-17

9.5.2 Software Watchdog Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-17

9.5.2.1 System Protection Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-19

9.5.2.2 Software Watchdog Interrupt Vector Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-20

9.5.2.3 Software Watchdog Service Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-21

9.6 CPU HALT Instruction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-21

9.7 MCF5253 Bus Arbitration Control Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-21

9.7.1 Default Bus Master Park Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-21

9.7.1.1 Internal Arbitration Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-22

9.7.1.2 PARK Register Bit Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-23

9.8 General Purpose I/Os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-24

9.8.1 General Purpose Inputs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-25

9.8.1.1 General Purpose Input Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-26

9.8.2 General Purpose Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-27

9.9 Multiplexed Pin Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-29

Chapter 10

Chip Select Module

10.1 Chip Select Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1

10.2 Chip Select Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1

10.2.1 CS0/CS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1

10.2.2 CS1/QSPI_CS3/GPIO28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

10.2.3 CS2 — IDE_DIOR/GPIO31 and IDE_DIOW/GPIO32. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

MCF5253 Reference Manual, Rev. 1

Freescale Semiconductor ix

10.2.4 CS3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

10.2.5 Output Enable Signal OE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

10.2.6 Buffer Enable – BUFENB1 and BUFENB2 Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

10.2.7 Bus Termination Signal – IDE_IORDY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

10.3 Chip Select Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3

10.3.1 General-Purpose Chip Select Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3

10.3.2 Port Sizing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3

10.3.3 Global Chip-Select Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-4

10.4 Chip Select Memory Map and Register Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-4

10.4.1 Chip Select Register Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-4

10.4.2 Chip Select Module Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-5

10.4.2.1 Chip Select Address Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-5

10.4.2.2 Chip Select Mask Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-6

10.4.2.3 Chip Select Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-8

10.4.2.4 Code Example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-10

Chapter 11

General Purpose Timer Modules

11.1 Timer Module Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.2 Timer Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1

11.4 Timer Signal Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.5 Timer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.5.1 Selecting the Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.5.2 Configuring the Timer for Reference Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-2

11.5.3 Configuring the Timer for Output Mode (TIMER0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.6 General-Purpose Timer Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.6.1 Timer Mode Registers (TMR0, TMR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

11.6.2 Timer Reference Registers (TRR0, TRR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-4

11.6.3 Timer Counters (TCN0, TCN1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-5

11.6.4 Timer Event Registers (TER0, TER1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-5

11.6.5 Timer Initialization Example Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-6

11.6.5.1 Timer0 (Timer Mode Register). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-6

11.6.5.2 Timer0 (Timer Reference Register0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-6

Chapter 12

Analog to Digital Converter (ADC)

12.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-1

12.1.1 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-1

12.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-1

12.3 ADC Memory Map and Register Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-2

12.3.1 AD Configuration Register (ADconfig) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-2

12.3.2 AD Value Register (ADvalue) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-3

12.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-4

MCF5253 Reference Manual, Rev. 1

x Freescale Semiconductor

12.4.1 Recommendations to Set-up of ADC and External Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-4

Chapter 13

IDE and Flash Media Interface

13.1 IDE and SmartMedia Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-1

13.1.1 Buffer Enables BUFENB1, BUFENB2, and Associated Logic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-3

13.1.2 Generation of IDE_DIOR and IDE_DIOW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-5

13.1.3 Cycle Termination on CS2 (IDE_DIOR, IDE_DIOW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-6

13.2 SmartMedia Interface Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-7

13.2.1 SmartMedia Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-8

13.3 Setting Up The IDE Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-9

13.3.1 IDE Timing Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-10

13.4 Flash Media Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-11

13.5 Flash Media Interface Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-12

13.5.1 Flash Media Clock Generation and Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-12

13.5.2 Flash Media Interface Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

13.5.2.1 Flash Media Command Registers in Memory Stick Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-15

13.5.2.2 Flash Media Command Register 1 in Secure Digital Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-15

13.5.2.3 Flash Media Command Register 2 in Secure Digital Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-16

13.5.3 Flash Media Data Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-17

13.5.3.1 Flash Media Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

13.5.4 Flash Media Interrupt Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-18

13.5.5 Flash Media Interface Operation in Memory Stick Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-20

13.5.5.1 Reading Data from the Memory Stick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-21

13.5.5.2 Writing Data to the Memory Stick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-22

13.5.5.3 Interrupt from Memory Stick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-23

13.5.6 Flash Media Interface Operation in Secure Digital (SD) Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-23

13.5.6.1 Send Command to Card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-24

13.5.6.2 Write Data to Card . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-25

13.5.7 Commonly Used Commands in SD Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-27

13.5.7.1 Send Command to Card (No Data). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-27

13.5.7.2 Send Command to Card (Receive Multiple Data Blocks and Status) . . . . . . . . . . . . 13-28

13.5.7.3 Send Command to Card (Write Multiple Data Blocks) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-29

Chapter 14

DMA Controller

14.1 DMA Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-1

14.2 DMA Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-1

14.2.1 DMA Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

14.3 DMA Module Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-3

14.4 DMA Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-4

14.4.1 REQUEST Source Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-4

14.4.2 Source Address Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-5

14.4.3 Destination Address Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-6

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Freescale Semiconductor xi

14.4.4 Byte Count Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-7

14.4.5 DMA Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-8

14.4.6 DMA Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-11

14.4.7 DMA Interrupt Vector Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-12

14.5 Transfer Request Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-13

14.5.1 Cycle-Steal Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-13

14.5.2 Continuous Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-13

14.6 Data Transfer Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-13

14.6.1 Dual-Address Transaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-13

14.6.1.1 Dual-Address Read. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-13

14.6.1.2 Dual-Address Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-14

14.7 DMA Transfer Functional Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-14

14.7.1 Channel Initialization and Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-14

14.7.1.1 Channel Prioritization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-15

14.7.1.2 Programming the DMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-15

14.7.2 Data Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-16

14.7.2.1 Periphery Request Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-16

14.7.2.2 Auto Alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-16

14.7.2.3 Bandwidth Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-16

14.7.3 Channel Termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-17

14.7.3.1 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-17

14.7.3.2 Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-17

Chapter 15

UART Modules

15.1 UART Module Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-1

15.1.1 Serial Communication Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

15.1.2 Baud-Rate Generator/Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

15.1.3 Interrupt Control Logic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

15.2 UART Module Signal Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-3

15.2.1 Transmitter Serial Data Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-3

15.2.2 Receiver Serial Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-3

15.2.3 Request-To-Send . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-4

15.2.4 Clear-To-Send. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-4

15.3 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-4

15.3.1 Baud-Rate Generator/Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-5

15.3.1.1 Calculating Baud Rates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-5

15.3.2 Transmitter and Receiver Operating Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-5

15.3.2.1 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-6

15.3.2.2 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-8

15.3.2.3 Receiver FIFO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-9

15.3.3 Looping Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-10

15.3.3.1 Automatic Echo Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-10

15.3.3.2 Local Loopback Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-11

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xii Freescale Semiconductor

15.3.3.3 Remote Loopback Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-11

15.3.4 Multidrop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-12

15.3.5 Bus Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-13

15.3.5.1 Read Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-13

15.3.5.2 Write Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-13

15.3.5.3 Interrupt Acknowledge Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-13

15.4 UART Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-13

15.4.1 Mode Register 1 (UMR1n). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-14

15.4.2 Mode Register 2 (UMR2n). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-16

15.4.3 Status Registers (USRn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17

15.4.4 Clock-Select Registers (USCRn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-19

15.4.5 Command Registers (UCRn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-20

15.4.5.1 Miscellaneous Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-20

15.4.5.1.1 Reset Mode Register Pointer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-20

15.4.5.1.2 Reset Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-20

15.4.5.1.3 Reset Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-21

15.4.5.1.4 Reset Error Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-21

15.4.5.1.5 Reset Break-Change Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-21

15.4.5.1.6 Start Break . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-21

15.4.5.1.7 Stop Break. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-21

15.4.5.2 Transmitter Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-21

15.4.5.2.1 No Action Taken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-21

15.4.5.2.2 Transmitter Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.4.5.2.3 Transmitter Disable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.4.5.2.4 Do Not Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.4.5.3 Receiver Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.4.5.3.1 No Action Taken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.4.5.3.2 Receiver Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.4.5.3.3 Receiver Disable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.4.5.3.4 Do Not Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-22

15.4.6 Receiver Buffer Registers (UBRn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-23

15.4.7 Transmitter Buffer Registers (UTBn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-23

15.4.8 Input Port Change Registers (UIPCRn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-24

15.4.9 Auxiliary Control Registers (UACRn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-24

15.4.10 Interrupt Status Registers (UISRn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-25

15.4.11 Interrupt Mask Registers (UIMRn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-26

15.4.12 Baud Rate Generator (MSB) Register (UBG1n) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-27

15.4.13 Baud Rate Generator (LSB) Register (UBG2n) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-27

15.4.14 Interrupt Vector Registers (UIVRn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-27

15.4.15 Input Port Registers (UIPn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-27

15.4.16 Output Port Data Registers (UOP1n)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-28

15.4.17 Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-29

15.4.17.1 UART Module Initialization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-29

15.4.17.2 I/O Driver Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-29

15.4.17.3 Interrupt Handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-29

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Freescale Semiconductor xiii

15.5 UART Module Initialization Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-30

Chapter 16

Queued Serial Peripheral Interface (QSPI) Module

16.1 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-1

16.2 QSPI Module Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-1

16.2.1 Interface and Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-1

16.2.2 Internal Bus Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-2

16.3 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-2

16.3.1 QSPI RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-3

16.3.1.1 Transmit RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-5

16.3.1.2 Receive RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-5

16.3.1.3 Command RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-5

16.3.2 Baud Rate Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-6

16.3.3 Transfer Delays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-6

16.3.4 Transfer Length. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-7

16.3.5 Data Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-7

16.4 QSPI Memory Map and Register Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-8

16.4.1 QSPI Mode Register (QMR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-8

16.4.2 QSPI Delay Register (QDLYR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-10

16.4.3 QSPI Wrap Register (QWR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-10

16.4.4 QSPI Interrupt Register (QIR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-11

16.4.5 QSPI Address Register (QAR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-12

16.4.6 QSPI Data Register (QDR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-12

16.4.7 Command RAM Registers (QCR0–QCR15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-13

16.4.8 Programming Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-14

Chapter 17

Audio Interface Module (AIM)

17.1 Audio Interface Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-1

17.1.1 Audio Interface Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-2

17.1.2 Audio Interface Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-3

17.2 Audio Interface Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-4

17.3 Audio Interface Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-4

17.4 Audio Interrupt Mask and Status Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-6

17.5 Serial Audio Interface (I

2

S/EIAJ) Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-8

17.5.1 IIS/EIAJ Transmitter Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-11

17.5.2 IIS/EIAJ Transmitter Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-12

17.5.3 IIS/EIAJ Receiver Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-12

17.6 Digital Audio Interface (EBU/SPDIF) Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-13

17.6.1 IEC958 Receive Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-16

17.6.1.1 Audio Data Reception. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-16

17.6.1.2 Control Channel Reception Register Descriptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-16

17.6.1.3 Control Channel Interrupt (IEC958 “C” Channel New Frame) . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-17

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17.6.1.4 Validity Flag Reception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-17

17.6.1.5 IEC958 Exception Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-17

17.6.1.6 EBU Extracted Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

17.6.1.7 Reception of User Channel and CD-Subcode Over IEC958 Receiver. . . . . . . . . . . . 17-18

17.6.1.8 U Channel Receive and Q Channel Receive Register Descriptions. . . . . . . . . . . . . . 17-18

17.6.1.9 U and Q Receive Register Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

17.6.1.10 Behavior of User Channel Receive Interface (CD Data) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

17.6.1.11 Behavior of User Channel Receive Interface (non-CD data) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-22

17.6.2 IEC958 (SPDIF) Transmit Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-22

17.6.2.1 Transmit “C” Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-23

17.6.2.2 IEC958 Transmitter Interrupt Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-23

17.6.2.3 IEC958-3 Ed2 and Tech 3250-E Standards Compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-23

17.6.2.4 Transmission of U-Channel and CD Subcode Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-23

17.6.3 CD Subcode Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-24

17.6.3.1 Free Running Counter Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.6.3.2 Controlling the SFSY Sync Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.6.4 Inserting CD User Channel Data Into IEC958 Transmit Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.7 Processor Interface Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.7.1 Data Exchange Register Descriptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-27

17.7.2 Data Exchange Register Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-28

17.7.2.1 Data In Selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-29

17.7.3 PDIR and PDOR Field Formatting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-31

17.7.4 Overrun and Underrun with PDIR and PDOR Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-32

17.7.5 Automatic Resynchronization of FIFOs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-32

17.7.6 audioGlob Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-33

17.7.7 Audio Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-34

17.7.7.1 AudioTick Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-34

17.7.7.2 PDIR1, PDIR2, and PDIR3, Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-34

17.7.7.3 PDOR1, PDOR2, and PDOR3 Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-35

17.7.7.4 Audio Interrupt Routines and Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-37

17.7.8 CD-ROM Block Encoder and Decoder Register Descriptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-38

17.7.8.1 CD-ROM Decoder Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-40

17.7.8.2 CD-ROM Encoder Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-41

17.8 DMA Channel Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-41

17.9 Phase/Frequency Determination and XTRIM Function. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-42

17.9.1 Incoming Source Frequency Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-42

17.9.1.1 Filtering for the Discrete Time Oscillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-44

17.9.2 XTRIM Option - Locking Xtal Clock to Incoming Signal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-44

17.9.3 XTRIM Internal Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-45

Chapter 18

I

2

C Modules

18.1 I2C Interface Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-1

18.2 I

2

C Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-2

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18.3 I

2

C System Configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-3

18.4 I

2

C Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-3

18.4.1 START Signal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

18.4.2 Slave Address Transmission. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

18.4.3 Data Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

18.4.4 Repeated START Signal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-5

18.4.5 STOP Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-5

18.4.6 Arbitration Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-5

18.4.7 Clock Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-5

18.4.8 Handshaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-6

18.4.9 Clock Stretching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-6

18.5 I

2

C Memory Map and Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-6

18.5.1 I

2

C Address Registers (MADR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-7

18.5.2 I

2

C Frequency Divider Registers (MFDR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-7

18.5.3 I

2

C Control Registers (MBCR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-9

18.5.4 I

2

C Status Registers (MBSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-10

18.5.5 I

2

C Data I/O Registers (MBDR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

18.6 I

2

C Programming Examples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

18.6.1 Initialization Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

18.6.2 Generation of START. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-13

18.6.3 Post-Transfer Software Response. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-14

18.6.4 Generation of STOP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-14

18.6.5 Generation of Repeated START. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-15

18.6.6 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-15

18.6.7 Arbitration Lost. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-16

Chapter 19

Boot ROM

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

19.1.1 Boot Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-1

19.2 Boot ROM Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-2

19.2.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-2

19.2.1.1 Boot ROM Memory map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-2

19.2.1.2 Internal SRAM usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-2

19.2.2 Boot Type Detection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-3

19.2.3 Serial Boot Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-4

19.2.3.1 Command Encoding/Size Encoding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-4

19.2.3.2 Supported Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-5

19.2.4 IDE Boot Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-5

19.2.5 Boot Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-5

19.2.5.1 Boot From I

2

C / SPI – Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-5

19.2.5.2 Boot from I

2

C - Slave Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-6

19.2.5.3 Boot from UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-6

19.2.5.3.1 UART Protocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-6

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19.2.5.4 Boot from IDE Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-6

19.3 Creating Appropriate Boot Record Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-7

Chapter 20

Background Debug Mode (BDM) Interface

20.1 Debug Support Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-1

20.1.1 Breakpoint (BKPT). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.1.2 Debug Data (DDATA[3:0]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.1.3 Development Serial Clock (DSCLK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.1.4 Development Serial Input (DSI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.1.5 Development Serial Output (DSO). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.1.6 Processor Status (PST[3:0]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-2

20.1.7 Processor Status Clock (PSTCLK). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-3

20.2 Real-Time Trace Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-3

20.2.1 Processor Status Signal Encoding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-4

20.2.1.1 Continue Execution (PST = $0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-4

20.2.1.2 Begin Execution of an Instruction (PST = $1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-4

20.2.1.3 Entry into User Mode (PST = $3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-4

20.2.1.4 Begin Execution of PULSE or WDDATA instructions (PST = $4). . . . . . . . . . . . . . . 20-4

20.2.1.5 Begin Execution of Taken Branch (PST = $5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-5

20.2.1.6 Begin Execution of RTE Instruction (PST = $7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.2.1.7 Begin Data Transfer (PST = $8–$B) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.2.1.8 Exception Processing (PST = $C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.2.1.9 Emulator Mode Exception Processing (PST = $D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.2.1.10 Processor Stopped (PST = $E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.2.1.11 Processor Halted (PST = $F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.3 Background-Debug Mode (BDM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-6

20.3.1 CPU Halt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-7

20.3.2 BDM Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-8

20.3.2.1 Receive Packet Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-9

20.3.2.2 Transmit Packet Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-9

20.3.3 BDM Command Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-10

20.3.3.1 BDM Command Set Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-10

20.3.4 Command Sequence Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-12

20.3.4.1 Command Set Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-13

20.3.4.1.1 Read Address/Data Register (RAREG/RDREG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-13

20.3.4.1.2 Write Address/Data Register (WAREG and WDREG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-14

20.3.4.1.3 Read Memory Location (READ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-14

20.3.4.1.4 Write Memory Location (WRITE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-16

20.3.4.1.5 Dump Memory Block (DUMP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-17

20.3.4.1.6 Fill Memory Block (FILL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-19

20.3.4.1.7 Resume Execution (GO). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-21

20.3.4.1.8 No Operation (NOP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-21

20.3.4.1.9 Read Control Register (RCREG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-22

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Freescale Semiconductor xvii

20.3.4.1.10 Write Control Register (WCREG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-23

20.3.4.1.11 Read Debug Module Register (RDMREG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-24

20.3.4.1.12 Write Debug Module Register (WDMREG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-24

20.3.4.1.13 Unassigned Opcodes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-25

20.3.4.2 BDM Accesses of the eMAC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-25

20.4 Real-Time Debug Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-26

20.4.1 Theory of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-27

20.4.1.1 Emulator Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-28

20.4.1.2 Debug Module Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-29

20.4.1.2.1 Reuse of Debug Module Hardware (Rev. A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-29

20.5 Debug Module Memory Map and Register Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-29

20.5.1 Address Breakpoint Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-30

20.5.2 Address Attribute Trigger Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-31

20.5.3 Program Counter Breakpoint Register (PBR, PBMR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-32

20.5.4 Data Breakpoint Registers (DBR, DBMR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-33

20.5.5 Trigger Definition Register (TDR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-35

20.5.6 Configuration/Status Register (CSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-36

20.5.7 BDM Address Attribute Register (BAAR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-39

20.5.8 Concurrent BDM and Processor Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-39

20.5.9 Freescale-Recommended BDM Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20-40

Chapter 21

IEEE 1149.1 Test Access Port (JTAG)

21.1 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-1

21.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-1

21.3 JTAG Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-2

21.3.1 Test Clock (TCK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-3

21.3.2 Test Reset/Development Serial Clock (TRST/DSCLK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-3

21.3.3 Test Mode Select/ Breakpoint (TMS/BKPT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-3

21.3.4 Test Data Input/Development Serial Input (TDI/DSI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-4

21.3.5 Test Data Output/Development Serial Output (TDO/DSO). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-4

21.4 TAP Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-4

21.5 JTAG Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-6

21.5.1 JTAG Instruction Shift Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-6

21.5.1.1 EXTEST Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-6

21.5.1.2 IDCODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-6

21.5.1.3 SAMPLE/PRELOAD Instruction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-7

21.5.1.4 CLAMP Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-7

21.5.1.5 HIGHZ Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-7

21.5.1.6 BYPASS Instruction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-8

21.5.2 ID Code Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-8

21.5.3 JTAG Boundary Scan Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-9

21.5.4 JTAG Bypass Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-9

21.6 Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-9

MCF5253 Reference Manual, Rev. 1

xviii Freescale Semiconductor

21.7 Disabling IEEE 1149.1A Standard Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-9

21.8 Obtaining the IEEE 1149.1A Standard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21-10

Chapter 22

USB, ATA DMA, and Clock Integration Module

22.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-1

22.2 Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-1

22.2.1 Miscellaneous Configuration Register (MISCCR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-1

22.2.2 ATA DMA Address Register (ATA_DADDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.2.3 ATA DMA Count Register (ATA_DCOUNT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.2.4 RTC Time Register (RTC_TIME) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-3

22.2.5 USB/FlexCAN Clock Register (USBCANCLK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-4

22.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-4

22.3.1 ATA/USB Cache Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-4

22.3.1.1 Endianness Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-5

22.3.1.2 DMA Transfer between ATA and Cache RAM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22-5

Chapter 23

Advanced Technology Attachment Controller (ATA)

23.1 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-1

23.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-1

23.3 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-2

23.3.1 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-3

23.4 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-4

23.4.1 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-4

23.4.1.1 ATA_RST (Out) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-4

23.4.1.2 ATA_DIOR (Out). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.1.3 ATA_DIOW (Out) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.1.4 ATA_CS0, ATA_CS1, ATA_A0, ATA_A1, ATA_A2 (Out) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.1.5 ATA_DMARQ (In) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.1.6 ATA_DMACK (Out) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.1.7 ATA_INTRQ (In). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.1.8 ATA_IORDY (In). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.1.9 ATA_D[15:0] (In/Out/Tri-state). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.2 Electrical Spec on the ATA Bus, Bus Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-5

23.4.3 Timing on ATA Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-6

23.4.3.1 Timing Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-6

23.4.3.2 PIO Mode Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-7

23.4.3.3 Timing in Multiword DMA Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-8

23.4.3.4 UDMA In Timing Diagrams. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-10

23.4.3.5 UDMA Out Timing Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-12

23.5 Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-14

23.5.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-15

23.5.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-18

MCF5253 Reference Manual, Rev. 1

Freescale Semiconductor xix

23.5.2.1 Endianness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-18

23.5.2.2 Timing Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-19

23.5.2.2.1 TIME_OFF Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-19

23.5.2.2.2 TIME_ON Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-19

23.5.2.2.3 TIME_1 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-20

23.5.2.2.4 TIME_2W Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-20

23.5.2.2.5 TIME_2R Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-20

23.5.2.2.6 TIME_AX Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-21

23.5.2.2.7 TIME_PIO_RDX Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-21

23.5.2.2.8 TIME_4 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-21

23.5.2.2.9 TIME_9 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-21

23.5.2.2.10 TIME_M Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-22

23.5.2.2.11 TIME_JN Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-22

23.5.2.2.12 TIME_D Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-22

23.5.2.2.13 TIME_K Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-23

23.5.2.2.14 TIME_ACK Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-23

23.5.2.2.15 TIME_ENV Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-23

23.5.2.2.16 TIME_RPX Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-23

23.5.2.2.17 TIME_ZAH Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-24

23.5.2.2.18 TIME_MLIX Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-24

23.5.2.2.19 TIME_DVH Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-24

23.5.2.2.20 TIME_DZFS Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-25

23.5.2.2.21 TIME_DVS Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-25

23.5.2.2.22 Time_CVH Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-25

23.5.2.2.23 TIME_SS Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-25

23.5.2.2.24 TIME_CYC Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-26

23.5.2.3 FIFO Data Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-26

23.5.2.3.1 FIFO_Data Register in 16-Bit Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-26

23.5.2.3.2 FIFO_Data Register in 32-Bit Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-26

23.5.2.3.3 FIFO_FILL Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-27

23.5.2.4 ATA_CONTROL Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-27

23.5.2.5 Interrupt Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-28

23.5.2.5.1 Interrupt_Pending Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-29

23.5.2.5.2 Interrupt_Enable Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-30

23.5.2.5.3 Interrupt_Clear Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-31

23.5.2.6 FIFO Alarm Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-31

23.5.2.7 Drive Registers Connected to ATA Bus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-32

23.6 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-32

23.6.1 Resetting ATA Bus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-33

23.6.2 Programming ATA Bus Timing and iordy_en . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-33

23.6.3 Access to ATA Bus in PIO Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-33

23.6.4 Using DMA Mode to Receive Data from ATA Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-34

23.6.5 Using DMA Mode to Transmit Data to ATA Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23-35

Chapter 24

MCF5253 Reference Manual, Rev. 1

xx Freescale Semiconductor

Universal Serial Bus Interface

24.1 Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-1

24.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-2

24.3 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-2

24.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-3

24.5 External Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-3

24.5.1 On-Chip Transceiver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-3

24.5.2 PHY Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-3

24.5.3 System Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-4

24.6 Memory Map and Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-4

24.6.1 Module Identification Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-5

24.6.1.1 Identification (ID) Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-5

24.6.1.2 General Hardware Parameters (HWGENERAL) Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-7

24.6.1.3 Host Hardware Parameters (HWHOST) Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-8

24.6.1.4 Device Hardware Parameters (HWDEVICE) Register—Non-EHCI. . . . . . . . . . . . . . 24-8

24.6.1.5 Transmit Buffer Hardware Parameters (HWTXBUF) Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-9

24.6.1.6 Receive Buffer Hardware Parameters (HWRXBUF) Register. . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-10

24.6.2 Capability Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-11

24.6.2.1 Capability Registers Length (CAPLENGTH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-11

24.6.2.2 Host Controller Interface Version (HCIVERSION). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-11

24.6.2.3 Host Controller Structural Parameters (HCSPARAMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-12

24.6.2.4 Host Controller Capability Parameters (HCCPARAMS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-12

24.6.2.5 Device Controller Interface Version (DCIVERSION). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-14

24.6.2.6 Device Controller Capability Parameters (DCCPARAMS) Non-EHCI . . . . . . . . . . 24-14

24.6.3 Operational Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-15

24.6.3.1 USB Command Register (USBCMD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-15

24.6.3.2 USB Status Register (USBSTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-18

24.6.3.3 USB Interrupt Enable Register (USBINTR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-20

24.6.3.4 Frame Index Register (FRINDEX). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-21

24.6.3.5 Control Data Structure Segment Register (CTRLDSSEGMENT). . . . . . . . . . . . . . . 24-23

24.6.3.6 Periodic Frame List Base Address Register (PERIODICLISTBASE). . . . . . . . . . . . 24-23

24.6.3.7 Device Address Register (DEVICEADDR), Non-EHCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-24

24.6.3.8 Current Asynchronous List Address Register (ASYNCLISTADDR) . . . . . . . . . . . . 24-24

24.6.3.9 Endpoint List Address Register (ENDPOINTLISTADDR), Non-EHCI. . . . . . . . . . 24-25

24.6.3.10 Master Interface Data Burst Size Register (BURSTSIZE)—Non-EHCI. . . . . . . . . . 24-26

24.6.3.11 Transmit FIFO Tuning Controls Register (TXFILLTUNING)—Non-EHCI . . . . . . 24-27

24.6.3.12 Configure Flag Register (CONFIGFLAG). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-29

24.6.3.13 Port Status and Control Registers (PORTSC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-29

24.6.3.14 On-The-Go Status and Control (OTGSC), Non-EHCI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-34

24.6.3.15 USB Mode Register (USBMODE)—Non-EHCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-37

24.6.3.16 Endpoint Setup Status Register (ENDPTSETUPSTAT)—Non-EHCI . . . . . . . . . . . 24-38

24.6.3.17 Endpoint Initialization Register (ENDPTPRIME)—Non-EHCI . . . . . . . . . . . . . . . . 24-39

24.6.3.18 Endpoint Flush Register (ENDPTFLUSH), Non-EHCI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-40

24.6.3.19 Endpoint Status Register (ENDPTSTATUS), Non-EHCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24-41

NXP MCF5253, MCF525X Reference guide

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