PIC32MZ. 32-разрядные микроконтроллеры от Microchip

.
.



____Компания Microchip представляет новое семейство 32-разрядных микроконтроллеров — PIC32MZ Embedded Connectivity (EC) family. Они являются лидирующими на рынке, имея максимальную производительность 330 DMIPS и оценку 3.28 CoreMarks/МГц. Помимо высокой производительности, контроллеры PIC32MZ имеют двухпанельную Flash-память до 2 Мбайт, объем ОЗУ до 512 кбайт и развитую периферию: 10/100 Ethernet MAC, Hi-Speed USB MAC/PHY, два модуля CAN и быстрый АЦП 28 Мвыб./с. Ядро microAptiv имеет высокую плотность кода — примерно на 30% выше, чем у конкурирующих продуктов.


____Разработчики современных встраиваемых систем зачастую сталкиваются с нехваткой производительности. С другой стороны, требуется снижение цены и уменьшение времени разработки. PIC32MZ имеет производительность втрое выше и в четыре раза больший объем памяти, нежели аналогичные контроллеры семейства MX, а также более мощные периферийные блоки. Для передачи информации новые PIC32MZ имеют Hi-Speed USB, Ethernet и CAN, поддерживаемые библиотеками. PIC32MZ поддерживают прямое подключение WQVGA без внешних графических контроллеров. Для обработки аудио данных имеются развитая система DSP команд (159 команд); большой объем памяти Flash и ОЗУ; специализированная периферия типа I2S; необходимое ПО.
____Возможно обновление прошивки контроллера «на лету», т.е. внутрисхемно при одновременном выполнении рабочей программы. В контроллерах PIC32MZ имеется 2 Мбайт Flash-памяти, разделенной на два независимых сегмента: можно обновлять один сегмент при выполнении программы из другого.
____PIC32MZ — первый микроконтроллер Microchip, разработанный на ядре Imagination MIPS microAptiv, которое включает в себя 159 команд цифровой обработки сигналов, способных увеличить скорость работы DSP-алгоритмов на 75%. Помимо DSP-команд, ядро работает также с системой команд microMIPS, позволяющей уменьшить размер кода практически без потери производительности. Высокая производительность ядра (200 МГц/330 DMIPS) обеспечивается наличием кэша данных и команд.

____Доступны три новых отладочных средства:

• полнофункциональный PIC32MZ EC Starter Kit в двух версиях — с AES (DM320006-C) и без (DM320006);
  
  
• Multimedia Expansion Board II (DM320005-2);
  
  
• 168-pin to132-pin Starter Kit Adapter (AC320006).
  

____Имеются следующие исполнения микроконтроллеров:

• PIC32MZ2048ECH064 — 64-выводные QFN (9×9 мм) и TQFP (9×9 мм);
  
  
• PIC32MZ2048ECH100 — 100-выводные TQFP (12×12 и 14×14 мм);
  
  
• PIC32MZ2048ECH124 — 124-выводные VTLA (9×9 мм);
  
  
• PIC32MZ2048ECH144 — 144-выводные TQFP (16×16 мм) и LQFP (20×20 мм).
  

____PIC32MZ2048ECM064, PIC32MZ2048ECM100, PIC32MZ2048ECM124 и PIC32MZ2048ECM144 имеют в составе периферии AES


.

.
.



____Компания Microchip анонсирует новую серию 32-разрядных микроконтроллеров (МК) внутри своего семейства PIC32MZ. Их особенность заключается в интегрированном аппаратном блоке вычислений с плавающей запятой (FPU), который позволяет увеличить производительность и уменьшить задержку обработки данных в математических операциях с одинарной и двойной точностью. В серию, состоящую из 48 микросхем, встроен 12-разрядный АЦП производительностью 18 Мвыб/с, предназначенный для широкого ряда высокоскоростных приложений с большой пропускной способностью. В PIC32MZ EF поддерживается широкий набор команд DSP. Комбинация команд DSP, модуля FPU с двойной точностью вычислений и высокоскоростного АЦП повышает плотность кода, уменьшает задержку при обработке данных и увеличивает производительность для приложений с интенсивной обработкой данных.


____МК серии PIC32MZ EF базируются на ядре MIPS M-Class, его производительность составляет 330 DMIPS при тактовой частоте 200 МГц, по другому методу — 3,28 CoreMarks/МГц. В МК интегрированы двухпанельная флэш-память объемом до 2 Мбайт и ОЗУ емкостью до 512 кбайт, а также широчайший набор коммуникационной периферии: 10/100 Ethernet MAC; высокоскоростной USB MAC/PHY; порты CAN. Во многих встраиваемых приложениях используются дисплеи высокого разрешения, поэтому PIC32MZ EF с LCCG configuration могут поддерживать дисплеи формата до WQVGA без помощи внешнего графического контроллера. Опционально доступны МК с полноценной криптозащитой, с генератором случайных чисел для поддержания высокой скорости шифрования/дешифровки данных и аутентификации. В модулях криптозащиты используются алгоритмы AES, 3DES, SHA, MD5 и HMAC.
____Ускорение цикла существования продукта и быстро эволюционирующие требования, а также необходимость сокращения времени вывода изделия на рынок оказывают давление на разработчика. Удостоенное награды интегрированное ПО Microchip MPLAB Harmony Integrated Software Framework обеспечивает помодульное предварительное тестирование и облегчает применение экосистемы разработки, базирующейся на графическом интерфейсе пользователя GUI.
____Новая серия PIC32MZ EF также поддерживается свободно распространяемой интегрированной средой разработки (IDE) MPLAB X, в рамках которой работают Harmony и MPLAB XC32 Compilers.
____Криптозащита встроена в 16 МК PIC32MZ EF, в 12 МК интегрирована флэш-память объемом 512 кбайт, 24 МК оснащены флэш-памятью емкость 1 Мбайт и еще в 12 МК встроена флэш-память объемом 2 Мбайт.
____Серия PIC32MZ EF производится во множестве различных корпусов. 64-выводные QFN (9×9 мм) и TQFP (10×10 мм) используются для PIC32MZ2048EFH064. МК PIC32MZ2048EFH100 выпускается в 100-выводных корпусах TQFP (12×12 и 14×14 мм). Для IC32MZ2048EFH124 используется 124-выводной корпус VTLA (9×9 мм). PIC32MZ2048EFH144 производится в 144-выводном TQFP (16×16 мм) и LQFP (20×20 мм).


.

• Section 1. “Introduction” (DS60001127)
• Section 7. “Resets” (DS60001118)
• Section 8. “Interrupt Controller” (DS60001108)
• Section 9. “Watchdog, Deadman, and Power-up Timers” (DS60001114)
• Section 10. “Power-Saving Features” (DS60001130)
• Section 12. “I/O Ports” (DS60001120)
• Section 13. “Parallel Master Port (PMP)” (DS60001128)
• Section 14. “Timers” (DS60001105)
• Section 15. “Input Capture” (DS60001122)
• Section 16. “Output Compare” (DS60001111)
• Section 19. “Comparator” (DS60001110)
• Section 20. “Comparator Voltage Reference (CVREF)” (DS60001109)
• Section 21. “Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)” (DS60001107)
• Section 22. “12-bit High-Speed Successive Approximation Register (SAR) Analog-to-Digital Converter
(ADC)” (DS60001344)
• Section 23. “Serial Peripheral Interface (SPI)” (DS60001106)
• Section 24. “Inter-Integrated Circuit (I2C)” (DS60001116)
• Section 29. “Real-Time Clock and Calendar (RTCC)” (DS60001125)
• Section 31. “Direct Memory Access (DMA) Controller” (DS60001117)
• Section 32. “Configuration” (DS60001124)
• Section 33. “Programming and Diagnostics” (DS60001129)
• Section 34. “Controller Area Network (CAN)” (DS60001154)
• Section 35. “Ethernet Controller” (DS60001155)
• Section 41. “Prefetch Module for Devices with L1 CPU Cache” (DS60001183)
• Section 42. “Oscillators with Enhanced PLL” (DS60001250)
• Section 46. “Serial Quad Interface (SQI)” (DS60001244)
• Section 47. “External Bus Interface (EBI)” (DS60001245)
• Section 48. “Memory Organization and Permissions” (DS60001214)
• Section 49. “Crypto Engine (CE) and Random Number Generator (RNG)” (DS60001246)
• Section 50. “CPU for Devices with MIPS32^® microAptiv™ and M-Class Cores” (DS60001192)
• Section 51. “Hi-Speed USB with On-The-Go (OTG)” (DS60001326)
• Section 52. “Flash Program Memory with Support for Live Update” (DS60001193)


PIC32MZ Embedded Connectivity with Floating Point Unit (EF) Family
Data Sheets 07/11/2016 (DS60001320D)
Скачать

PIC32MZ Embedded Connectivity with Floating Point Unit (EF) Family Silicon Errat
Errata 09/25/2016 (DS80000663D)
Скачать

PIC32 Flash Programming Specification
Programming Specification 09/25/2016 (DS60001145S)
Скачать

Programming Executive for PIC32MZ
Programming Specification 01/02/2015 (*.zip/*.hex) 3 Кб
Скачать

IrDA Standard Stack for Microchip 32-bit Microcontrollers
AppNote 03/30/2011 (*.zip/*.exe) 1628 Кб
Скачать

IrDA^® Standard Stack for Microchip 16-bit and 32-bit Microcontrollers
AppNote 08/04/2010 (DS01071B)
Скачать


.

резерв.












.

резерв.












.

резерв.












.

.
.



Section 1. Introduction (DS61127D)



Скачать pdf
Скачать rar


Примечание:
____Этот раздел справочного руководства, на семейство микроконтроллеров PIC32MZ EF является дополнением к технической документации. В зависимости от модели микроконтроллера, этот раздел руководства может не относиться ко всем микроконтроллерам семейства PIC32.
____Пожалуйста, обратитесь к примечанию в начале главы «Обзор устройства» (“Device Overview”) в текущих технических данных (datasheet) на микроконтроллер, чтобы проверить, поддерживает ли этот документ используемый вами микроконтроллер.


____Серия 32-разрядных микроконтроллеров Microchip PIC32 спроектирована с расширенными функциям и высокой производительностью для приложений на базе MCU.
____Общими признаками среди всех устройств серии PIC32 являются:

• Совместимость выводов, периферийных устройств и исходного кода
  
  
• Общие инструменты разработки программного и аппаратного обеспечения
  

____Коллективные справочные разделы семейства PIC32, описывают семейство 32-разрядных микроконтроллеров семейства PIC32. Все разделы, входящие в справочное руководство по семейству PIC32, доступны на веб-сайте Microchip: www.microchip.com. Эти отдельные разделы объясняют архитектуру семейства PIC32 и работу периферийных модулей, но не охватывают специфику каждого микроконтроллера в конкретном семействе. Пользователи должны обратиться к соответствующей спецификации на микроконтроллер для выяснения специфических деталей конкретного микроконтроллера, таких как:

• Распиновка и тип корпуса.
  
  
• Карта распределения памяти.
  
  
• Список периферийных устройств, включенных в устройство.
  
  
• Электрические характеристики и характеристики микроконтроллера.
  

____Архитектура PIC32 разбита на следующие функциональные блоки:

• Ядро микроконтроллера (MCU Core).
  
  
• Системная память (System Memory).
  
  
• Системная интеграция (Объединение аппаратных компонентов в единую систему. System Integration).
  
  
• Периферийные устройства (Peripherals).
  

____Ядро PIC32 MCU обсуждается в разделе 2. «CPU» (DS61113).



____В системной памяти имеется встроенная энергонезависимая флэш-память и энергозависимая память SRAM, в которой пользовательская память и защищённый сегмент памяти разделяются на разделы, в операционных системах реального времени.
____Список разделов с справочной информацией по данной теме, можно посмотреть в технических данных на конкретный микроконтроллер.



____Системная интеграция состоит из комплексного набора модулей и функций, которые соединяют ядро ​​MCU и периферийные модули в единый операционный блок. Возможности системной интеграции также обеспечивают следующие преимущества:

• Снижение стоимости системы за счёт реализации на кристалле традиционных функций, которые раньше выполнялись в виде отдельных микросхем, вне микроконтроллера.
  
  
• Повышенная гибкость дизайна за счёт добавления более широкого диапазона режимов работы.
  
  
• Повышенная надежность системы за счет улучшения возможности восстановления, после непредвиденных событий.
  

____Список разделов с справочной информацией по данной теме, можно посмотреть в технических данных на конкретный микроконтроллер.



____Устройства PIC32 имеют множество периферийных устройств, которые позволяют ему взаимодействовать с внешним миром.
____Список разделов с справочной информацией по данной теме, можно посмотреть в технических данных на конкретный микроконтроллер.



____Microchip предлагает широкий спектр средств разработки, которые позволяют пользователям эффективно разрабатывать и отлаживать код приложения. Средства разработки Microchip можно разделить на четыре категории:

• Генерация кода (Code generation).
  
  
• Отладка аппаратного/программного обеспечения (Hardware/software debug).
  
  
• Программирование устройств, программатор (Device Programmer).
  
  
• Средства отладки, с установленным микроконтроллером, для оценки продукции (Product evaluation boards).
  

____По мере разработки новых инструментов последние сводки продуктов и руководства пользователя можно получить на веб-сайте Microchip (www.microchip.com) или в местном офисе продаж Microchip.
____Microchip предлагает и другие рекомендации и поддержку для ускорения цикла разработки, к ним относятся:

• Замечания по применению (Application notes).
  
  
• Reference designs (Базовый (типовой) вариант дизайна (конструкции) (преимущественно для аппаратных блоков и устройств); образец (пример) разработки (преимущественно для микросхем) содержит все основные элементы и типоразмеры конструкции, а также указания по созданию конкретных вариантов исполнения. Служит для облегчения работы разработчиков аппаратуры, которые могут заимствовать подходящие решения).
  
  
• Местные офисы продаж с прикладной поддержкой на месте (Local sales offices with field application support).
  
  
• Линия поддержки корпоративных приложений (Corporate applications support line).
  
  
• Руководство по началу работы (Getting started guides).
  
  
• Брошюры «Как сделать» (“How to” Brochures).
  
  
• Конференции производителя (MASTERs conferences).
  
  
• Веб-семинары (Webinars).
  
  
• Центры разработки (Design centers).
  

____На протяжении отдельных разделов справочного руководства по конкретным семействам определенные условные обозначения стиля, формата и шрифта используются для обозначения особых различий для представленного текста. В Табл. 1-1 перечислены эти условные обозначения, конкретные символы и нетрадиционные определения и сокращения слов.


Пояснения к таблице 1-1.

Set - Установка бита или регистра в значение логической единицы (лог. 1).

Clear - Очистка/сброс бита или регистра в значение логического нуля (лог. 0).

Reset - 1. Установка бита или регистра в состояние по умолчанию. 2. Условие, в котором регистры и другие устройства оказываются после перезагрузки микроконтроллера. Некоторые биты будут установлены в '0' (такие как биты разрешения прерываний), в то время как другие будут установлены в '1' (такие как биты направления данных ввода/вывода).

0xnn или nnh - Пример 0x4E или 2Fh. Определяет число 'nn' в шестнадцатеричной системе счисления. Эти соглашения используются в примерах кода. Например, можно использовать обозначение 0x13F или 13Fh.

B‘bbbbbbbb’ - Обозначает число 'bbbbbbbb' в двоичной системе счисления. Это соглашение используется в тексте, рисунках и таблицах. Например, может использоваться обозначение B'10100000 '.

R-M-W - Чтение-изменение-запись. Это происходит, когда считывается регистр или порт, значение изменяется и это значение затем записывается обратно в регистр или порт. Это действие может происходить из одной инструкции (такой как набор бит, BSET) или последовательности инструкций.

: (colon) - Используется для указания диапазона или конкатенации регистров / бит / контактов. Одним из примеров является TMR3: TMR2, который представляет собой конкатенацию двух 16-разрядных регистров для формирования 32-разрядного значения таймера. Порядок конкатенации (слева направо) обычно задает позиционное отношение (от MSb до LSb, от более высокого к более низкому).

< > - Определяет местоположение бит (ов) в конкретном регистре. Одним из примеров является SRxMPT (SPIxSTAT <5>), который определяет сокращение бита и имя регистра, а также связанные биты или битовые позиции.

MSb, LSb - Указывает наименьший/наибольший значимый бит в поле.

MSB, LSB - Указывает младший/старший важный байт в поле бит.

mshw, lshw - Старшее полуслово и младшее полуслово . Полуслово содержит 16 бит.

msw, lsw - Указывает наименьшее/наибольшее значащее слово в поле бит.

Courier New Font - Данный шрифт используется для примеров кода, двоичных чисел и для инструкций, которые отображаются в тексте (только в оригинальной документации).

Times New Roman Font (Italics) - Используется для уравнений (только в оригинальной документации).

Note - В примечании представлена ​​информация, которую производитель хочет вновь подчеркнуть, чтобы помочь избежать обычной ловушки или сообщить о различиях в работе некоторых представителей семейства микроконтроллеров. Примечание может быть в рамке. Или когда оно используется в таблице или фигуре, то оно находится внизу таблицы или рисунка (только в оригинальной документации).

Register cells - Битовая ссылка, которая появляется в серой затененной ячейке регистра, означает, что бит либо не реализован (вместо имени присутствует тире (—), либо не относится к конкретному периферийному модулю.



____Отдельные справочные разделы семейства содержат ссылки на электрические спецификации и их номера параметров. В таблице 1-2 показано соглашение о нумерации параметров для устройств PIC32. Номер параметра представляет собой уникальный набор характеристик и условий, который согласован между всеми техническими данными на микроконтроллер (datasheets на микроконтроллеры), хотя фактическое значение параметра может изменяться от устройства к устройству.
Чтобы определить значения параметров для конкретной модели микроконтроллера, пользователи должны обратиться к разделу «Электрические характеристики» (“Electrical
Specifications”) в спецификации конкретного микроконтроллера.


Пояснения к таблице 1-2.

Dxxx - DC спецификация.

Axxx - DC спецификация для аналоговых периферийных устройств.

xxx - Тайминги (AC) спецификация.

PDxxx - Программирование микроконтроллеров DC спецификация.

Pxxx - Тайминги программирования микроконтроллеров (AC) спецификация.

Legend (то, что должно быть прочитанным): «xxx» представляет номер параметра.



____Microchip, как и другие источники, предлагает дополнительную документацию, которая поможет вам при разработке приложений на базе PIC32. Ниже приведен список наиболее распространенной документации, но также могут быть доступны и другие документы. Пожалуйста, посетите веб-сайт Microchip (www.microchip.com) для получения последней опубликованной технической документации.


____Перечисленная ниже документация на PIC32 доступна на сайте Microchip. Эти документы предоставляют специфическую для приложения информацию, которая показывает реальные примеры использования, программирования и проектирования с помощью микроконтроллеров PIC32.

• Разделы справочника PIC32 по семействам (PIC32 Family Reference Manual Sections).
  Отдельные справочные разделы семейства описывают архитектуру семейства PIC32 и работу периферийных модулей, но не охватывают специфику каждого устройства в семействе.
  
  
• Техническая документация на семейство PIC32MX (PIC32MX Product Data Sheets).
  Эти технические данные содержат информацию о микроконтроллере, такую ​​как детали распиновки и параметры корпуса, электрические спецификации и карты памяти.
  
  
• Спецификация по программированию, в данном случае как пример, на семейство PIC32MX
  (PIC32MX Programming Specification (DS61145)).
  Спецификация по программированию содержит подробное описание и электрические спецификации и временные характеристики процесса программирования. Подробно описаны как In Circuit Serial Programming ™ (ICSP ™), так и Enhanced ICSP. (Внутрисхемный последовательный программатор и усовершенствованный внутрисхемный последовательный программатор).
  

____Microchip не рассматривает стороннюю документацию для технической точности. Однако эти ссылки могут быть полезны для понимания работы устройств. Информацию о документации сторонних производителей см. На веб-сайте Microchip.



Revision A (September 2007)

Это первоначальная версия этого документа.

Revision B (October 2007)

Обновленный документ с удалённым конфиденциальным статусом.

Revision C (April 2008)

Изменён статус на -  предварительный, изменён  раздел 1.1.

Revision D (September 2011)

Этот выпуск включает следующие обновления:

• Удален предварительный статус в нижнем колонтитуле.
  
  
• Добавлено поле с информацией о соответствующих разделах справочника по справочной информации на семейство.
  
  
• Обновлен маркированный список в разделе 1.1 «Введение» (1.1 “Introduction”).
  
  
• Удален список функций из 1.3.1 «MCU Core».
  
  
• В этих разделах обновлена ​​информация о разделе справочника по справочной информации на семейство микроконтроллеров:
  
  
  
  • 1.3.2 “System Memory”
    
  • 1.3.3 “System Integration”
    
  • 1.3.4 “Peripherals”
    
  
  
  
• Обновлены соглашения по документам в Таблице 1-1.
  
  
• Кроме того, изменения в форматировании и незначительных редакциях текста были внесены в документ.
  

Обратите внимание на следующие сведения о функции защиты кода на устройствах Microchip:

• Продукты Microchip соответствуют спецификациям, содержащимся в спецификациях Microchip.
  
  
• Microchip полагает, что его семейство микроконтроллеров является одним из самых безопасных семейств такого рода на современном рынке, когда используется по назначению и при нормальных условиях.
  
  
• Существуют нечестные и, возможно, незаконные методы, используемые для нарушения функции защиты кода. Насколько нам известно, все эти методы требуют использования продуктов Microchip таким образом, который выходит за пределы эксплуатационных характеристик, содержащихся в информационных таблицах Microchip. Скорее всего, человек, занимающийся этим, занимается кражей интеллектуальной собственности.
  (А значит, очень хороший человек! ИМХО).
  
  
• Microchip готов работать с клиентом, который обеспокоен сохранностью своего кода.
  
  
• Ни Microchip, ни любой другой производитель полупроводников не может гарантировать безопасность своего кода. Защита кода не означает, что мы гарантируем продукт как «нерушимый».
  

На этом всё, если кому-то поможет этот мой корявый перевод, то хорошо, а мне он очень помог. Двигаемся дальше...





.

.
.



Section 2. CPU for Devices with M4K® Core



Скачать


Примечание:
____Этот раздел справочника по семейству микроконтроллеров PIC32 призван служить дополнением к технической документации на микроконтроллер. В зависимости от модели микроконтроллера, этот раздел руководства может быть неприменим ко всем устройствам.
____Пожалуйста, ознакомьтесь с примечанием в начале главы «CPU» в текущей документации на микроконтроллер, чтобы проверить, поддерживает ли этот документ используемое вами устройство.
____Техническая документация на микроконтроллеры и справочные разделы на семейство PIC32 доступны для загрузки с веб-сайта Microchip в интернете по адресу: http://www.microchip.com


____Микроконтроллер PIC32 представляет собой сложную систему на кристалле (SoC), основанную на ядре микропроцессора M4K^® от MIPS^® Technologies. M4K^® - это современное 32-разрядное ядро c низким потреблением от источника питания, ​​RISC с усовершенствованной архитектурой и набором команд MIPS32^® Release 2 Architecture.
____В этой главе представлен обзор функций центрального процессора и системная архитектура семейства микроконтроллеров PIC32, основанная на ядре процессора M4K^®.

• Производительность до 1,5 DMIPS/МГц.
  
• Программируемая кэш-память предварительного кэширования для улучшения работы с флэш-памятью (не для всех устройств, см. спецификацию устройства для определения доступности).
  
• Режим 16-разрядных инструкций (MIPS16e^®) для компактного кода.
  
• Контроллер прерываний с векторным управлением, с 96 источниками прерываний.
  
• Программируемые режимы работы пользователя и ядра.
  
• Атомарныеные манипуляции с разрядами на периферийных регистрах (один цикл).
  
• Модуль умножения - деления с максимальной скоростью выдачи результата умножения 32 х 16 за один такт.
  
• Высокоскоростной порт Microchip ICD с аппаратно реализованными функциями мониторинга и функцией потоковой передачи данных.
  
• Порт отладки EJTAG позволяет использовать сторонние средства отладки, программирования и тестирования.
  
• Инструкции контроля режимами управления питанием.
  
• Выполнение команд пятиступенчатым ​​конвейером.
  
• Внутренняя защита кода для защиты интеллектуальной собственности.
  

Тут я переводить не буду, так как, ну вообще всё понятно и ребёнку.

• MIPS32^® M4K^® Processor Core Software User’s Manual – MD00249-2B-M4K-SUM
  
  
  
  Скачать pdf
  Скачать rar
  
  
• MIPS^® Instruction Set – MD00086-2B-MIPS32BIS-AFP
  
  
  
  Скачать pdf
  Скачать rar
  
  
• MIPS16e^® – MD00076-2B-MIPS1632-AFP
  MIPS32™ Architecture for Programmers Volume IV-a: The MIPS16e™
  Application-Specific Extension to the MIPS32™ Architecture
  
  
  
  Скачать pdf
  Скачать rar
  
  
• MIPS32^® Privileged Resource Architecture – MD00090-2B-MIPS32PRA-AFP
  
  
  
  Скачать pdf
  Скачать rar
  

Я лучше выложу эту документацию, для скачивания.



____Семейство микроконтроллеров PIC32 - это сложные системы-на-кристалле, которые содержат множество функций. В состав всех процессоров семейства PIC32 входит высокопроизводительный RISC-процессор, который может быть запрограммирован в 32-битном и 16-битном режимах и даже в смешанных режимах. Микроконтроллеры PIC32 содержат контроллер высокопроизводительных прерываний, контроллер прямого доступа к памяти DMA, контроллер портов USB, внутрисхемный отладчик, высокопроизводительную коммутационную матрицу для высокоскоростного доступа к данным периферийных устройств, а также в RAM-памяти данных на кристалле, в которой хранятся данные и программы. Оригинальный предварительный кэш и буфер предварительной выборки для флэш-памяти, которая скрывает латентность Flash, обеспечивает эквивалентную производительность с нулевым ожиданием.


____Есть две внутренние шины в микроконтроллерах PIC32 для подключения ко всем периферийным устройствам. Основная периферийная шина соединяет большинство периферийных устройств с матрицей шины через периферийный мост. Существует также высокоскоростной периферийный мост, который соединяет контроллер прерываний, контроллер прямого доступа к памяти (ПДП) DMA, схему отладки и периферийные USB устройства.
____Ядро центрального процессора M4K^® является сердцем микроконтроллеров PIC32. Центральный процессор выполняет операции под управлением программы. Команды выбираются центральным процессором, декодируются и выполняются синхронно. Инструкции хранятся либо в памяти программ, Flash-памяти, либо в ОЗУ данных.
____Центральный процессор PIC32 основан на архитектуре загрузки/хранения и выполняет большинство операций над набором внутренних регистров. Инструкции по загрузке и хранению используются для перемещения данных между этими внутренними регистрами и внешним миром.



____В микроконтроллерах PIC32 имеются две отдельные шины. Одна шина отвечает за выбор инструкций для центрального процессора, а другая - определяет путь по которому данные загружаются и хранятся. Обе шины, и шина команд I-side, и шина данных D-side, подключены к матричному блоку шин. Матрица шины - это коммутатор, который позволяет одновременно осуществлять множественный доступ в системе. А также осуществлять одновременный доступ между разными ведущими устройствами на шине, которые не пытаются получить доступ к одной и той же цели. Матрица шины сериализует обращения между разными ведущими устройствами к одной и той же цели через алгоритм арбитража.
____Поскольку центральный процессор имеет два разных тракта передачи данных к матрице шины, центральный процессор фактически является двумя разными ведущими устройствами на шине, для системы. При работе из флэш-памяти операции загрузки и сохранения в SRAM и внутренние периферийные устройства будут выполняться параллельно с выборками команд из флэш-памяти.
____В дополнение к процессору и в зависимости от модели микроконтроллера в устройствах PIC32 есть и другие ведущие устройства на шине:

• DMA controller (контроллер ПДП).
  
• In-Circuit Debugger (ICD) unit (внутрисхемный отладчик).
  
• USB controller
  
• CAN controller
  
• Ethernet controller
  

____Центральный процессор PIC32 имеет следующие особенности:

• 5-ступенчатый конвейер.
  
• 32-разрядные шины адреса и данных.
  
• DSP-подобные команды умножение-сложение и умножение-вычитание (MADD, MADDU, MSUB, MSUBU).
  
• Целевая команда умножения (MUL).
  
• Команда по обнаружению нуля и единицы (CLZ, CLO).
  
• Команда ожидание (WAIT).
  
• Команды условного перемещения (MOVZ, MOVN).
  
• Реализует улучшенную архитектуру MIPS32^® (Release 2).
  
• Векторные прерывания.
  
• Программируемая база векторов исключений.
  
• Атомарное прерывание: включить/отключить.
  
• Теневые наборы регистров общего назначения (GPR).
  
• Команды по манипуляции с битовым полем.
  
• Специальное расширение для приложений MIPS16e^®, улучшает плотность кода.
  
• Специальные PC-relative команды для эффективной загрузки адресов и констант.
  
• Команды по преобразованию типов данных (ZEB, SEB, ZEH, SEH).
  
• Компактные команды перехода.
  
• Макрокоманды SAVE and RESTORE записи и извлечение из стека.
  
• Модуль управления памятью с простым Fixed Mapping Translation (FMT).
  
• Регистр передачи данных между процессором и сопроцессором.
  
• Регистр передачи данных между сопроцессором и памятью
  
• Оптимизированный по быстродействию модуль умножения-деления (Опция быстрого вычисления).
  
• Максимальная скорость выдачи результата умножения 32 х 16 за один такт.
  
• Максимальная скорость выдачи результата умножения 32 х 32 через такт.
  
• Управление делителем в начальный момент времени - от 11 до 34 тактов ожидания.
  
• Режим низкого энергопотребления (запускается командой WAIT).
  
• Программные точки останова с помощью инструкции SDBBP
  

____Архитектура PIC32 включает таймер ядра, доступный для прикладных программ. Этот таймер реализован в виде двух сопроцессорных регистров: регистр счётчика и регистр сравнения. Регистр счётчика инкрементируется (увеличивается на единицу) за каждые два такта системной тактовой частоты (SYSCLK). Инкремент регистра счётчика необязательно останавливать во время режима отладки. Регистр сравнения используется, если необходимо, прерывание от таймера. Прерывание генерируется, когда содержимое регистра сравнения соответствует содержимому регистра счётчика. Прерывание выполняется только в том случае, если оно включено в модуле контроллера прерываний.
____Для получения дополнительной информации о таймере ядра см. 2.12 “Coprocessor 0 (CP0) Registers” и Section 8.





Конвейер состоит из пяти этапов:

• Instruction (I) Stage
  
• Execution (E) Stage
  
• Memory (M) Stage
  
• Align (A) Stage
  
• Writeback (W) Stage
  

.

резерв. *

резерв. *

резерв. *

резерв. *

резерв. *

резерв. *

резерв.

резерв.

резерв.

резерв.

резерв.

резерв.

резерв.

резерв.

резерв.

.
.





Скачать


____Ниже на рисунке 1-1 (Figure 1-1) представлена общая блок схема базовых и периферийных модулей семейства микроконтроллеров PIC32MZ EF:




____Модуль сброса объединяет все источники сброса и управляет системным сигналом сброса SYSRST.
Ниже представлен список источников устройств сброса:

• Сброс по включению питания. Power-on Reset (POR).
  
  
• Сброс системы по исчезновению питания (при снижении напряжения питания). Brown-out Reset (BOR).
  
  
• Основной внешний сброс. Master Clear Reset (/MCLR). Сигнал MCLR инверсный.
  
  
• Сброс по переполнению сторожевого таймера. Watchdog Time-out Reset (WDTR).
  
  
• Программный сброс. Software Reset (SWR).
  
  
• Сброс при ошибке чётности конфигурационных слов. Configuration Mismatch Reset (CMR)
  
  
• Сброс по переполнению таймера безопасности. Deadman Timer Reset (DMTR)
  

____Не все источники сброса существуют во всех микроконтроллерах. Поэтому необходимо смотреть главу "Resets" в технических спецификациях на конкретное устройство, чтобы определить его доступность, в применяемой микросхеме.
____Упрощенная блок-схема модуля сброса показана в рисунке 7-1 (Figure 7-1). Любой активный источник сброса, сделает активным системный сигнал сброса SYSRST. Многие регистры связанные с CPU и периферийными устройствами принудительно устанавливаются в определённое состояние. Большинство регистров не затрагивается сбросом и их состояние неизвестно после подачи питания, а также неизменно всеми другими источниками сброса. Конкретное состояние регистров, после сброса, можно посмотреть в соответствующих спецификациях на конкретное периферийное устройство и спецификации "CPU", на регистры связанные с CPU.




____Системный сброс активен в первом POR и действует до тех пор, пока не будут загружены настройки конфигурации устройства и синхронизация тактового генератора не станет стабильной. После этого сброс системы отменяется, что позволяет CPU начать извлекать код после восьми тактовых циклов системной частоты (SYSCLK).
____Сброс при BOR, /MCLR и WDTO являются асинхронными событиями, и чтобы избежать искажений SFR и RAM, системный сброс синхронизируется с системной тактовой частотой. Все остальные события сброса являются синхронными.



____Событие включения при включении генерирует внутренний импульс POR, когда обнаружено повышение V_DD выше V_POR. Характеристики напряжения питания устройства должны соответствовать указанным требованиям к стартовому напряжению и скорости нарастания для генерации импульса POR. В частности, V_DD должен опускаться ниже V_POR до того, как будет инициировано новое POR. Для получения дополнительной информации о технических характеристиках скорости V_POR и V_DD см. Главу «Электрические характеристики» (“Electrical Characteristics”) в спецификации конкретного микроконтроллера.
____Для тех микроконтроллеров PIC32, которые имеют встроенный стабилизатор напряжения, таймер включения питания (PWRT) автоматически отключается. А для тех микроконтроллеров PIC32, у которых встроенный стабилизатор напряжения отключен, ядро ​​питается от внешнего источника питания, и таймер включения автоматически включается и используется для продления продолжительности последовательности включения питания. PWRT добавляет фиксированную номинальную задержку 64 мс при запуске устройства. Следовательно, задержка включения может быть либо внутренней задержкой на выходе стабилизатора напряжения, обозначаемой как T_PU, либо задержкой таймера включения, обозначаемой как T_PWRT.



Модуль сброса состоит из следующих регистров специальных функций (SFR):

• RCON: Регистр управления сбросом. Reset Control Register.
  
  
• RSWRST: Регистр программного сброса. Software Reset Register.
  
  
• RNMICON: Регистр управления немаскируемыми прерываниями. Non-Maskable Interrupt (NMI) Control Register.
  
  
• PWRCON: Регистр управления питанием. Power Control Register.
  

____Большинство типов источников устройств сбросов будут устанавливать соответствующие биты состояния в регистре RCON (Reset Control Register), чтобы указать тип сброса (см. Register 7-1 RCON: Reset Control Register)


Условные обозначения, в Register 7-1:

• U = Нереализованный бит, читается как логический "0". Unimplemented bit, read as ‘0’;
  
• R = Бит доступен для чтения. Readable bit;
  
• W = Бит доступен для записи. Writable bit;
  
• HC = Аппаратный сброс бита. Hardware Cleared;
  
• HS = Аппаратная установка бита. Hardware Set;
  
• -n = Значение в POR. Value at POR;
  
• ‘1’ = Бит установлен (лог. 1). Bit is set;
  
• ‘0’ = Бит сброшен (лог. 0). Bit is cleared;
  
• x = Значение бита неизвестно. Bit is unknown.
  

Примечание к Register 7-1:

1. Биты флага RCON служат только битами состояния. Установка бита состояния сброса программным способом, не приводит к перезагрузке системы;
   
2. Бит BOR также устанавливается после сброса при включении питания (POR).
   
3. Этот бит устанавливается аппаратно; Его можно сбросить (= 0) только программным способом;
   
4. Этот бит недоступен на некоторых микроконтроллерах. Для получения информации обратитесь к главе «Resets» в спецификации конкретного микроконтроллера.
   

____Единственное исключение - это сброс тайм-аута без маскировки прерывания (NMI), который доступен только на некоторых устройствах. Сброс при включении питания (POR) очищает все биты, кроме битов BOR и POR (RCON <1:0>), которые установлены, то есть находятся в состоянии логической единицы. Пользовательское программное обеспечение может устанавливать или сбрасывать любые биты, в любое время во время выполнения кода. Биты RCON служат только как биты состояния. Установка отдельного бита состояния, программным способом, не приведёт к перезагрузке системы.
____Регистр RCON также имеет другие биты, связанные с сторожевым таймером Watchdog Timer (WDT) и состояниями энергосбережения устройства. Ниже будет более подробно рассмотрены функции этих битов и необходимая дополнительная информация, а также использование битов статуса RCON.

Table 7-1. Все регистры связанные с источниками устройств сброса.

Таблица 7-1 с большим разрешением: Скачать

Условные обозначения, в Таблице 7-1:

- (прочерк) Нереализованный бит, читается как логический "0". Unimplemented bit, read as ‘0’
Значения смещения адреса отображаются в шестнадцатеричном формате.

Примечание к Таблице 7-1:

1. Этот регистр, имеет связанный регистр Clear, Set и Invert со смещением 0x4, 0x8 и 0xC байтов, соответственно. Регистры Clear, Set и Invert имеют одинаковое имя с CLR, SET или INV добавленными к имени регистра (например, RCONCLR). Запись '1' в любую битовую позицию в этих регистрах сбросит, установит или инвертирует допустимые биты в соответствующем регистре. Чтения из этих регистров должны игнорироваться.
   
2. Этот регистр или бит доступен не на всех устройствах. Для определения доступности см. Главу «Resets» в спецификациях конкретного устройства.
   

____Регистр управления RSWRST имеет только один задействованный бит, SWRST. Этот бит используется для принудительного сброса программного обеспечения.
____В микроконтроллерах, которые имеют сброс NMI, становится возможным отложить события сторожевого таймера WDT или таймера безопасности DMT путем переноса в NMI, вместо немедленного принудительного сброса. Задержка, равная длительности тактовой частоты и числа циклов в NMICNT, начинается, когда она уменьшается до нуля. Во время этого интервала программа может очистить биты флага WDT или DMT, если это необходимо, чтобы избежать сброса. Если активный флаг не очищен, устройство будет сброшено в конце интервала. Значение NMICNT может быть установлено равным нулю без задержки и до 255 циклов.
____Прерывание NMI также может быть запущено путем установки бита SWNMI, программным способом, или если бит CF задан FSCM, но они не начинают обратный отсчет и автоматически не приводят к сбросу.
____Регистр PWRCON, доступный на некоторых устройствах PIC32, обеспечивает альтернативное расположение бита VREGS, если он не доступен в регистре RCON.


bit 0
(Note: 1,2,3)
POR: Флаг, сброс по включению питания. Power-on Reset Flag bit
Пользователь должен программно сбросить этот бит, для просмотра последующих его изменений.
1 = Произошёл сброс при включении питания. A Power-on Reset has occurred
0 = Сброс при включении не произошёл. A Power-on Reset has not occurred

bit 1
(Note: 1,2,3)
BOR: Флаг, сброса при снижении напряжения питания. Brown-out Reset Flag bit
Пользователь должен программно сбросить этот бит, для просмотра последующих его изменений.
1 = Произошел сбой при включении питания. A Power-on Reset has occurred
0 = Сброс при включении не произошел, напряжение питания было в норме. A Power-on Reset has not occurred

bit 2
(Note: 1,3)
IDLE: Флаг. Пробуждения из режима работы с пониженным энергопотреблением. Wake From Idle Flag bit
1 = Устройство находилось в режиме ожидания. The device was in Idle mode
0 = Устройство не находилось в режиме ожидания. The device was not in Idle mode

bit 3
(Note: 1,3)
SLEEP: Флаг, пробуждения из дежурного режима. Wake From Sleep Flag bit
1 = Устройство находилось в дежурном режиме. The device was in Sleep mode
0 = Устройство не находилось в дежурном режиме. The device was not in Sleep mode

bit 4
(Note: 1,3)
WDTO: Флаг состояния сторожевого таймера. Watchdog Timer Time-out Flag bit
1 = Вышло время ожидания сторожевого таймера. A Watchdog Timer time-out has occurred
0 = Время ожидания сторожевого таймера не вышло. A Watchdog Timer time-out has not occurred

bit 5
(Note: 4)
DMTO: Флаг состояния таймера безопасности. Deadman Timer Time-out Flag bit
1 = Произошло обнуление таймера безопасности. A Deadman Timer time-out has occurred
0 = Обнуления таймера безопасности не было. A Deadman Timer time-out has not occurred

bit 6
(Note: 1,3)
SWR: Флаг программного сброса. Software Reset Flag bit
1 = Выполнен программный сброс. A software reset was executed
0 = Программный сброс не осуществлялся. A software reset was not executed

bit 7
(Note: 1,3)
EXTR: Флаг, сброс от внешнего вывода (/MCLR). External Reset (/MCLR) Pin Flag bit
1 = Произошёл основной сброс, поступивший с внешнего вывода (/MCLR). A master clear (pin) reset has occurred
0 = Основной сброс с внешнего вывода (/MCLR) не произошел. A master clear (pin) reset has not occurred

bit 8
(Note: 4)
VREGS: Бит регулятора напряжения, режим ожидания включён. Voltage Regulator Standby Enable bit
1 = Регулятор напряжения включен и включен во время дежурного режима. The voltage regulator is enabled and is on during Sleep mode
0 = Регулятор напряжения отключен и выключен во время дежурного режима. The voltage regulator is disabled and is off during Sleep mode

bit 9
(Note: 1,3)
CMR: Флаг, бит ошибки чётности конфигурационных слов. Configuration Mismatch Flag bit
1 = Произошёл сброс из-за ошибки чётности  конфигурационных слов. A configuration mismatch reset has occurred
0 = Не произошёл сброс из-за ошибки чётности  конфигурационных слов. A configuration mismatch reset has not occurred

bit 10-25
Нереализованный бит, читается как логический "0". Unimplemented: Read as ‘0’

bit 26
(Note: 4)
BCFGFAIL: Флаг. Ошибка первичного/вторичного регистра конфигурации.
Primary/Secondary Configuration Registers Error Flag bit
1 = Ошибка при чтении первичного и альтернативного регистров конфигурации.
An error occurred during a read of the primary and alternate configuration registers
0 = Нет ошибки при чтении первичного и альтернативного регистров конфигурации.
No error occurred during a read of the primary and alternate configuration registers

bit 27
(Note: 4)
BCFGERR: Ошибка первичного регистра конфигурации.
Primary Configuration Registers Error Flag bit
1 = Ошибка при чтении первичного регистра конфигурации.
An error occurred during a read of the primary configuration registers
0 = Нет ошибки при чтении первичного регистра конфигурации.
No error occurred during a read of the primary configuration registers

bit 31-28
Нереализованный бит(ы), читается как логический "0". Unimplemented: Read as ‘0’

Note:

1. Биты флага RCON служат только битами состояния. Установка бита состояния сброса программным способом, не приводит к перезагрузке системы;
   
2. Бит BOR также устанавливается после сброса при включении питания (POR).
   
3. Этот бит устанавливается аппаратно; Его можно сбросить (= 0) только программным способом;
   
4. Этот бит недоступен на некоторых микроконтроллерах. Для получения информации обратитесь к главе «Resets» в спецификации конкретного микроконтроллера.
   

bit 0
(Note: 1)
SWRST: Бит триггера программного сброса. Software Reset Trigger bit

bit 31-1
Нереализованный бит(ы), читается как логический "0". Unimplemented: Read as ‘0’

Note:
____Последовательность разблокировки системы должна быть выполнена до того, как можно записать бит SWRST. Чтение должно следовать за записью этого бита, чтобы сгенерировать Сброс.




bit 15-0
(Note: 1)
NMICNT<15:0>: Биты значения счётчика сброса по прерыванию NMI. NMI Reset Counter Value bits
Эти биты указывают значение перезагрузки, через какое количество циклов произойдёт сброс, используемое счетчиком сброса NMI.
1111111111111111-0000000000000001 = Число циклов тактовой частоты SYSCLK перед тем как произойдёт сброс микроконтроллера.
0000000000000000 = Нет задержки между началом прерывания NMI и событием сброса устройства.

bit 16
WDTS: Флаг. Лимит времени сторожевого таймера в дежурном режиме.
Watchdog Timer Time-out in Sleep Mode Flag bit
1 = Лимит времени WDT закончился во время дежурного режима и вызвал выход из дежурного режима.
WDT time-out has occurred during Sleep mode and caused a wake-up from sleep
0 = Лимит времени WDT не вышел во время дежурного режима.
WDT time-out has not occurred during Sleep mode
Установка этого бита вызовет прерывание NMI от WDT.

bit 17
CF: Бит обнаружения сбоя синхронизации. Clock Fail Detect bit
1 = FSCM (Блок мониторинга безопасного выключения) обнаружил сбой синхронизации и вызвал прерывание NMI. FSCM has detected clock failure and caused an NMI
0 = FSCM (Блок мониторинга безопасного выключения) не обнаружил сбой синхронизации. FSCM has not detected clock failure

Note:
1. Счётчик сброса по прерыванию NMI применим только к событию прерывания NMI сторожевого таймера WDT(когда он не находится в дежурном режиме) или событию прерывания NMI таймера безопасности DMT.

Примечание
____Этот регистр доступен не на всех устройствах. Для получения информации обратитесь к главе «Resets» в спецификации конкретного устройства.








.