PSD4235G2
Flash in-system programmable (ISP)
for 16-bit MCUs (5 V supply)
Features
■
Dual bank Flash memories
– 4 Mbit of Primary Flash memory (8 uniform
sectors, 32K x 16)
– 256 Kbit Secondary Flash memory with 4
sectors
– Concurrent operation: read from one
memory while erasing and writing the other
64 Kbit SRAM
PLD with macrocells
– Over 3000 gates of PLD: CPLD and DPLD
– CPLD with 16 output macrocells (OMCs)
and 24 input macrocells (IMCs)
– DPLD - user defined internal chip select
decoding
7 L/O ports with 52 I/O pins
– 52 individually configurable I/O port pins
that can be used for the following functions:
– MCU I/Os
– PLD I/Os
– Latched MCU address output
– Special function l/Os
– l/O ports may be configured as open-drain
outputs
In-system programming (ISP) with JTAG
– Built-in JTAG compliant serial port allows
full-chip In-System Programmability
– Efficient manufacturing allow easy product
testing and programmingUse low cost
FlashLINK cable with PC
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■
■
LQFP80 (U)
80-lead, Thin, Quad, Flat
■
Page register
– Internal page register that can be used to
expand the microcontroller address space
by a factor of 256
– Programmable power management
High endurance
– 100,000 Erase/write c ycles of Flash
memory
– 1,000 Erase/WRITE Cycles of PLD
– 15 Year Data Retention
Single supply voltage
– 5V ±10%
Memory speed
– 70ns Flash memory and SRAM access
time
Packages are ECOPACK
®
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February 2009
Rev 4
1/129
www.st.com
1
Contents
PSD4235G2
Contents
1
Summary description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.1
In-system programming (ISP) via JTAG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.1.1
1.1.2
1.1.3
First time programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Inventory build-up of pre-programmed devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Expensive sockets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2
In-application programming (IAP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.1
1.2.2
1.2.3
Simultaneous READ and WRITE to Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Complex memory mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Separate Program and Data space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3
PSDsoft™ Express . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2
3
Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
PSD architectural overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
PLDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
I/O ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
MCU bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
ISP via JTAG port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
In-System Programming (ISP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
In-application programming (IAP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Page register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Power management unit (PMU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4
5
6
Development system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
PSD register description and address offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Register bit definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.1
6.2
6.3
6.4
Data-In registers - port A, B, C, D, E, F, G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Data-out registers - port A, B, C, D, E, F, G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Direction registers - ports A, B, C, D, E, F, G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Control registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2/129
PSD4235G2
Contents
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
6.12
6.13
6.14
6.15
6.16
6.17
6.18
6.19
Drive registers - Ports A, B, D, E, G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Drive registers - Ports C and F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Enable-Out registers - Ports A, B, C, F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Input macrocells registers- ports A, B, C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Output macrocells A/B registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Mask macrocells A/B registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Flash Memory Protection register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Flash Boot Protection register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
JTAG Enable register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Page register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
PMMR0 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
PMMR2 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
VM register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Memory_ID0 registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Memory_ID1 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
7
Detailed operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
7.1
7.2
Memory blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Primary Flash memory and Secondary Flash memory description . . . . . 36
7.2.1
7.2.2
Memory block Select signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Ready/Busy (PE4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7.3
Memory operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8
Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
Power-up condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Reading Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Read memory contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Read Primary Flash identifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Read Memory Sector Protection status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Reading the Erase/Program status bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Data Polling (DQ7) - DQ15 for Motorola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Toggle flag (DQ6) - DQ14 for Motorola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Error flag (DQ5) - DQ13 for Motorola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Erase timeout flag (DQ3) - DQ11 for Motorola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3/129
Contents
PSD4235G2
9
Programming Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
9.1
9.2
9.3
Data polling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Data toggle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Unlock Bypass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
10
Erasing Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
10.1
10.2
10.3
Flash Bulk Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Suspend Sector Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Resume Sector Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
11
Specific features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
11.1
11.2
11.3
Flash Memory Sector Protect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Reset (RESET) pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
12
13
SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Memory Select signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Memory Select configuration for MCUs with separate
Program and Data spaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Separate space modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Combined space modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
80C51XA memory map example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
14
15
16
17
18
Page register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Memory ID registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
PLDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Decode PLD (DPLD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Complex PLD (CPLD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
18.1
18.2
Output macrocell (OMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Product Term Allocator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4/129
PSD4235G2
Contents
18.3
18.4
18.5
18.6
18.7
Loading and Reading the output macrocells (OMC) . . . . . . . . . . . . . . . . 64
The OMC Mask register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
The output Enable of the OMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Input macrocells (IMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
External Chip Select . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
19
MCU bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
19.6
19.7
19.8
19.9
PSD interface to a multiplexed bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
PSD interface to a non-multiplexed 8-bit bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Data Byte Enable reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
MCU bus interface examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
80C196 and 80C186 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
MC683xx and MC68HC16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
80C51XA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
H8/300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
MMC2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
19.10 C16x family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
20
I/O ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
20.1
20.2
20.3
20.4
20.5
20.6
20.7
20.8
20.9
General port architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Port operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
MCU I/O mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
PLD I/O mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Address Out mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Address In mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Data Port mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Peripheral I/O mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
JTAG in-system programming (ISP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
20.10 MCU Reset mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
20.11 Port Configuration registers (PCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
20.12 Control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
20.13 Direction register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
20.14 Port Data registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
20.15 Data In . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5/129
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