(AU1210/ AU1250) Navigation Processor

www.DataSheet4U.com RMI Alchemy™ Au1210™ Navigation Processor and Au1250™ Media Processor Data Book April 2007 Revision A - Preliminary RMI Alchemy™ Au1210™ Navigation Processor and Au1250™ Media Processor Data Book - Preliminary www.DataSheet4U.com © 2007 Raza Microelectronics, Inc. All rights reserved. The contents of this document are provided in connection with Raza Microelectronics, Inc. (“RMI”) products. RMI makes no representations or warranties with respect to the accuracy or completeness of the contents of this publication and reserves the right to make changes to specifications and product descriptions at any time without notice. No license, whether express, implied, arising by estoppel or otherwise, to any intellectual property rights is granted by this publication. Except as set forth in RMI’s Standard Terms and Conditions of Sale, RMI assumes no liability whatsoever, and disclaims any express or implied warranty, relating to its products including, but not limited to, the implied warranty of merchantability, fitness for a particular purpose, or infringement of any intellectual property right. RMI’s products are not designed, intended, authorized or warranted for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or in other applications intended to support or sustain life, or in any other application in which the failure of RMI’s product could create a situation where personal injury, death, or severe property or environmental damage may occur. RMI reserves the right to discontinue or make changes to its products at any time without notice. Trademarks RMI, Au1100, and Au1500 are registered trademarks and RMI Alchemy, Au1000, Au1200, Au1210, Au1250, and Au1550 are trademarks of Raza Microelectronics, Inc. MIPS32 is a registered trademark of MIPS Technologies, Inc. Microsoft and Windows are registered trademarks of Microsoft Corporation in the United States and/or other jurisdictions. Other product names used in this publication are for identification purposes only and may be trademarks of their respective companies. 2 RMI Alchemy™ Au1210™ Navigation Processor and Au1250™ Media Processor Data Book - Preliminary www.DataSheet4U.com Contents Revision A Contents 1.0 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.1 1.2 1.3 Product Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Processor Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.0 Au1 Core and System Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 Au1 Core Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Instruction Pipeline and MAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Caches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Write Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Virtual Memory (TLB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Au1 Core Implementation of the MIPS32® ISA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Coprocessor 0 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 System Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.0 Memory Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.1 3.2 DDR SDRAM Memory Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Static Bus Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.0 Descriptor-Based DMA (DDMA) Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 DDMA Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 DDMA Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 DDMA Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Using GPIO as External DMA Requests (DMA_REQn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 DDMA Controller Programming Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 5.0 Interrupt Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.1 5.2 5.3 5.4 Interrupt Controller Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Interrupt Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Hardware Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Programming Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 6.0 Media Acceleration Engine (MAE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 6.1 6.2 6.3 MAE Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 MAE Front End . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 MAE Back End . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 RMI Alchemy™ Au1210™ Navigation Processor and Au1250™ Media Processor Data Book - Preliminary 3 www.DataSheet4U.com Revision A Contents 7.0 Programmable Serial Controllers (PSCs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 PSC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Serial Peripheral Interface (SPI) Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Inter-IC Sound Controller (I2S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 AC97 Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 System Management Bus (SMBus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 PSC Signal Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 System Programming Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 8.0 USB 2.0 Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 8.1 8.2 8.3 8.4 Universal Serial Bus 2.0 Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 USB 2.0 Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Hardware Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Software Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 9.0 Peripheral Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 Camera Interface Module (CIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 LCD Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 AES Cryptography Engine (Au1250™ processor only) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Secure Digital (SD) Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 UART Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 Software Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Software Counter Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Secondary General Purpose I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 10.0 System Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 10.1 10.2 10.3 10.4 Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . .