英飞凌tricore用户手册 第1章 简介

1.简介
本用户手册描述了TC1728，一种基于英飞凌TriCore架构的新型32位微控制器DSP。

该文档涵盖了不同封装的TC1728和TC1724的特性。

1.1关于本手册
本用户手册的主要读者定位为设计工程师和软件工程师。

手册对TC1728的功能单元、相关寄存器、相关指令及异常情况处理进行了详细描述。

TC1728微控制器用户手册所描述的TC1728特性和TriCore架构紧密相关。

若TC1728直接实现了TriCore架构功能，手册中将其简称为TC1728特性。

手册在描述TC1728特性时若不提及TriCore架构，即表明TC1728直接实现了TriCore架构功能；若TC1728实现的特性是TriCore架构特性的子集，手册会在说明TC1728具体实现的同时指出它与TriCore架构的差别。

这些差别会在相关章节中予以说明。

1.1.1相关文档
TriCore架构的详尽描述可参见文档“TriCore架构手册”。

由于TriCore具有可配置性，不同版本的架构包括的系统组成可能因此不同，因此有必要对TC1728架构进行单独说明。

本用户手册和“TriCore架构手册”一起有助于用户完全理解TC1728微控制器的功能。

1.1.2命名规则
本手册使用下面的规则来命名TC1728的组成单元：
•TC1728的功能单元用大写表示。

例如：“SSC支持全双工和半双工同步通信”。

•低电平有效的引脚，符号上方加横杠表示。

例如：“外部复位引脚，ESR0，具有双重功能”。

•寄存器中的位域和位通常表示为“模块＿寄存器名称・位域”或“模块＿寄存器名称・位”。

例如大多数寄存器名包括模块名前缀，用下划线“＿”和真正的寄存器名分开(例如“ASCO＿CON”中“ASCO”是模块名前缀，“CON”是内核寄存器名)。

在描述外设模块的内核时，通常引用内核寄存器名；在描述外设模块的实现时，通常引用外带有模块前缀的寄存器名。

•变量出现在大小写混用中，用来表示一组处理单元或寄存器。

例如，寄存器名“MSGCFn”在首次使用寄存器时给出变量边界(例如：“n=0-31”)，并在必要时重复。

•数制缺省为十进制。

十六进制常数下标“H”表示(如100
)；二进制常数用下标“B”
H
表示(如111B)。

•在命名寄存器位域、或者命名一组信号、一组引脚时，表示为“名称[A:B]”，这定义了命名组从B到A的范围。

在命名单独的位、信号和引脚时，表示为“名称［C］”，同时给出变量C的范围。

例如CFG[2：0]和SRPN[0]。

•单位缩写如下：
–MHz=兆赫兹
–μs=微秒
–kBaud,kbit=每秒1000位
–MBaud,Mbit=每秒1000,000位
–Kbyte,KB=1024字节
–Mbyte,MB=1048576字节
通常，前缀k将单位扩大1000倍，前缀K将单位扩大1024倍。

因此，Kbyte将数字
扩大1024倍；kBaud将数值扩大1000倍。

前缀M将单位扩大1,000,000倍或1048576
倍；前缀u将单位缩小0.000001倍。

例如：1Kbyte是1024字节；1Mbyte是1024×
1024字节；1kBaud/kbit是每秒1000个字符／位，1MBaud/Mbit是每秒1000000个字符/位，1MHz是1000,000Hz。

•数据格式定义如下：
–Byte(字节)=8位
–Half-Word(半字)=16位
–Word(字)=32位
–Double-Word(双字)=64位
1.1.3保留位、未定义位及未实现位
定义寄存器位域时，使用下列规则来定义未定义和未实现功能位。

此外，位和位域读写类型的缩写见表1-1中定义。

表1-1位功能描述
位功能描述
未实现功能位，保留寄存器位域为“0”表示该位没有实现功能；
•读取这些位域返回０
•这些被定义为r或rh的位域应该被写入为0
•这些被定义为rw的位域必须被写入为0
这些位域被保留。

关于这些位域的详细描述可以在寄存器描述文件中找到。

rw该位或位域可读写.
rwh和rw类似，但该位或位域可被硬件置位或复位
r该位或位域只可读(只读)
w该位或位域只可写(只写)。

读该寄存器总是返回缺省值。

rh该位或位域可以被硬件修改(可读硬件，例如：状态标识符)。

读该位或位域返回该位或位域的真实值。

通过写入该位或位域
来置位位或位域是无效的。

s具有该属性的位单向“粘着”，其复位值一旦被软件覆盖，只
有通过复位操作才能重新返回其复位状态。

不能通过软件设置
寄存器将类型位元切换回复位状态。

该属性可以分别和rw或
rwh组合成rws、rwhs。

f具有该属性的位元只能在取指时才可被读取。

正常的数据读取
操作将返回其它值。

1.1.4寄存器访问模式
对寄存器和存储器单元的读写访问有时受到限制。

在存储器和寄存器访问归纳表中，会使用表1-2中所定义的术语。

表1-2访问术语
符号说明
U用户模式：用户模式0或用户模式1允许访问
复位值：复位操作不改变该值
SV管理员模式下允许访问
R只读寄存器
32该寄存器或地址段只允许32位访问
E受初始化结束保护(Endinit-protected)寄存器/地址
PW密码保护寄存器/地址
NC不改变，指示寄存器不被修改
BE指示访问该地址段产生总线错误(Bus Error)
nBE指示访问该地址段不产生错误，即使所访问的地址未定义或者访问未遵循给定的规则。

nE指示访问该地址或地址段不产生总线错误，即使所访问的地址或地址段未定义。

例如CPU访问(MTCR/MFCR)CSFR段中未定义的地址单元
时不会产生错误。

1.1.5缩写
本手册中出现的缩写和术语归纳如下：
ADC模数转换器
AGPR地址通用寄存器
ALU算术逻辑单元
ASC异步/同步串行控制器
BCU总线控制单元
BROM引导ROM&测试ROM
CAN控制器局域网络
CMEM PCP代码存储器
CISC复杂指令集计算
CPS CPU从接口
CPU中央处理单元
CRC循环冗余校验码
CSA上下文保护区
CSFR内核特殊功能寄存器
DAP设备访问端口
DAS设备访问服务
DCACHE数据缓存
DFLASH数据存储器
DGPR数据通用寄存器
DMA直接存储器访问
DMI数据存储器接口
ECC错误修正码
EMI电磁干扰
FADC快速数模转换器
FAM存储阵列模块
FCE灵活循环冗余码(CRC)引擎FCS存取器命令状态机
FIM存储器接口控制模块
FPI灵活外设互连(总线)
FPU浮点单元
GPIO通用输入/输出
GPR通用寄存器
GPTA通用定时器阵列
ICACHE指令缓存
I/O输入/输出
JTAG联合测试行动小组=IEEE1149.1 LBCU本地存储器总线控制单元LDRAM本地数据RAM
RAMLFI本地存储器－FPI总线接口LMB本地存储器总线
LTC本地定时器单元
MLI MicroLink接口
MMU存储器管理单元
MSB最高有效位
MSC微秒级通道
NC未连接
NMI非可屏蔽中断
OCDS片上调试支持
OVRAM可重映射RAM
PCP外设控制处理器
PMU程序存储器单元
PLL锁相环
PFLASH程序存储器
PMI程序存储器接口
PMU程序存储器管理单元
PRAM PCP参数RAM
RAM随机存取存储器
RISC精简指令集
SBCU系统外设总线控制单元
SCU系统控制单元
SFR特殊功能寄存器
SPB系统外设总线
SPRAM高速暂存(Scratch-Pad)存储器SRAM静态数据存储器
SRN服务请求节点
SSC同步串行控制器
STM系统定时器
WDT看门狗定时器
1.2TC1728的系统构架
TC1728将以下三种强大的技术融合在一颗芯片上，从而使系统功耗更低、速度更快、为嵌入式应用提供了高性价比的解决方案：
•精简指令集(RISC)处理器架构
•数字信号处理(DSP)操作和寻址模式
•片上存储器和外设
DSP操作和寻址模式提供了强大的计算能力，能有效分析真实世界中的各种复杂信号；RISC加载/存储(LOAD/STORE)架构以较低的系统成本实现了高计算带宽；片上存储
器和外设的优化可支持要求极其苛刻的带宽实时嵌入式控制系统的各种任务。

TC1728的其它高级性能还包括：
•有效的内存组织：指令和数据高数暂存，缓存
•串行通信接口–灵活的同步和异步模式
•外设控制处理器–独立的数据操作和中断服务
•DMA控制器–DMA操作和中断服务
•通用定时器
•高性能片上总线
•片上调试和仿真功能
•和外部器件的灵活互连
•灵活的功率管理
TC1728是一款表现出色的高性能微控制器，在单颗芯片上高度集成TriCore CPU、
程序和数据存储器、多种总线、总线仲裁、中断控制器、外设控制处理器、DMA控制器和多种片上外设。

TC1728的设计专门用于满足极其苛刻的嵌入式控制系统应用的需求，具有高性价比、实时响应速度快、强大的计算能力、高数据带宽、低系统功耗等特性。

TC1728片上集成多种通用外设单元，如串行控制器、定时器单元、模数转换器。

在TC1728内部，这些外设单元通过灵活外设互连(FPI)总线以及两个简化总线接口与TriCore CPU/系统相连。

位于TC1728端口的一些I/O接口用于这些外设单元和外部世界之间的通信。

简介
1.2.1TC1728框图
TC1728框图如图1-1所示。

请注意以下框图所示并不能完全适用于其他不同的封装。

图1-1TC1728框图
1.2.2系统特性
TC1728的系统特性有如下：
封装
•PG-LQFP-176封装(TC1728)•PG-LQFP-144封装(TC1724)
1.2.3TC1728的CPU核
TC1728搭载有一个高性能的CPU和一个外设控制处理器(PCP)。

1.2.3.1高性能的32位CPU
这一部分给出了TriCore1构架的综述。

TriCore(TC1.3.1)构架的亮点
•集成RISC MCU/DSP
•32位架构，具有4GB统一的数据、程序和输入/输出地址空间
•快速自动上下文切换
•乘-累加单元
•浮点单元
•饱和整数运算
•高性能片上外设总线(FPI总线)
•基于寄存器的设计，具有多个可变的寄存器组
•位处理能力
•数据打包操作
•零开销循环
•精度异常处理
•灵活的功率管理
高效的TriCore指令集
•16/32位指令(减小代码规模)
•数据类型包括：布尔量、位数组、字符、有符号和无符号整数、支持饱和操作的整数、有符号小数、双字型整数、IEEE-754单精度浮点数
•数据格式包括：位、8位字节、16位半字、32位字、64位双字数据格式
•功能强大的指令集
•灵活高效的寻址模式
集成CPU中的片上存储器
•指令存储器:共24KB。

复位后，配置为：1)
–24Kbyte高速暂存RAM(SPRAM)
–0Kbyte指令Cache(ICACHE)
•数据存储器:共120KB。

复位后，配置为：1)
–120Kbyte的本地数据RAM(LDRAM)
1)软件配置。

在CPU这一章中描述了可行的方案。

–0Kbyte的数据Cache(DACHE)
•带有ECC保护的片上SRAMs
1.2.3.2高性能的32位外设控制处理器
该外设处理器(PCP)是一个灵活的外设处理器，可以优化中断处理和降低CPU负载。

特性
●支持任意两个存储器或I/O单元之间的数据转移
●支持预设次数的数据转移
●支持“读取-修改-回写”
●完整的计算能力，包括基本乘除(MUL/DIV)运算
●读取/转移数据、和先前读取的数据相累加
●读取两个数据值、执行算术或逻辑运算后保存结果
●位处理能力(测试、置位、清零)
●程序流控制指令(条件/无条件跳转、断点)
●为代码存储器和数据存储器提供可编程写入保护
●支持PCP写入的可编程的FPI访问权限，
●专用中断系统
●带有ECC保护的PCP静态RAM
●PCP/FPI时钟模式可以为：1:1和2:1。

●高度集成的操作支持
集成PCP中的片上存储器
●24K byte的代码存储器(CMEM)
●8K byte的数据存储器(PRAM)
1.3片上系统单元
TC1728微控制器片上集成多种通用外设单元，如DMA控制器、嵌入式闪存(FLASH)模块、灵活的CRC引擎、系统定时单元、系统控制单元、重映射控制模块、中断系统和端口。

1.3.1灵活的中断系统
TC1728包含一个可编程中断系统，其特性如下：
特性
●快速的中断响应
●硬件仲裁
●为CPU和PCP打造的独立中断系统
●可编程的服务请求节点(SRNs)
●每一个服务请求节点都和CPU或PCP的中断系统对应
●灵活中断优先级机制，每个中断系统有255个中断优先级
简介1.3.3系统控制单元
下面的系统控制单元(SCU)简介是对TC1728系统控制单元的综述，有关SCU的详
细信息请参考第三章。

1.3.3.1时钟发生单元
TC1728的时钟发生单元(CGU)允许产生非常灵活的时钟。

在用户程序执行期间，
频率可通过编程在性能和能耗上达到一个最优比率。

1.3.3.2看门狗定时器的特性
看门狗的主要特性概况如下：
●16位看门狗计数器
●可选择的输入频率:f FPI/256或f FPI/16384
●正常看门狗操作提供16位由用户定义的加载值，超时和预警模式具有固定加载值。

●ENDINIT位的编入以及对其修改的监测
提供复杂的密码访问机制，带有固定的和用户定义的密码域。

●
●访问错误检测：无效的密码(在第一次访问期间)或无效的警戒位(在第二次访问期
间)触发看门狗进行复位。

●溢出错误检测：计数器的一个溢出触发看门狗进行复位。

●看门狗功能可以被禁用；访问保护和ENDINIT监测功能保持开启。

●双复位检测：如果一个看门狗诱导发生两次复位，则认为发生了一个严重的系统
故障并且TC1728会一直保持复位状态，直到发生系统复位。

这可以防止设备周期
性的复位，例如，如果到外部存储器的连接出现故障，而使系统无法进行初始化。

1.3.3.3复位操作
下面复位请求触发器可用：
●1个外部上电硬件复位请求触发器；PORST，(冷复位)
●2个外部系统请求复位触发器；ESR0和ESR1(冷/热复位)
●看门狗定时器(WDT)复位请求触发器，(热复位)
●软件复位(SW)，(热复位)
●通过JTAG接口复位
●Flash协调保护(TP)(热复位)
●EVR13复位触发一个上电复位(冷复位)
●EVR33复位触发一个上电复位(冷复位)
●EV R5复位触发一个上电复位(冷复位)
复位请求触发器有以下两类基本类型：
●触发源不依靠时钟，比如PORST或EVR13/33。

该触发器强制设备进入异步复位
建立，独立于任何时钟。

激活一个异步复位是和系统时钟异步的，然而它的解除建
立是同步的。

●以报警为目的的触发源需要时钟，比如输入信号ESR0、ESR1、看门狗触发器、TP
触发器或者SW触发器。

1.3.3.4外部接口
系统控制单元为系统提供连接端口。

这些引脚涵盖了不同的功能。

因为任务的不同，少数端口不能同时用于其他功能，但是大部分是可以的。

以下是SCU控制端口提供的功能：
●复位请求触发器
●复位提示
●陷阱请求触发器
●中断请求触发器
●无SCU模块触发器
前面三点是ESR端口提供的，最后两点是ERU端口提供的。

1.3.4开发支持
概述TC1728的开发环境：
完整的开发支持
英飞凌借助第三方为用户提供微控制器的开发工具。

目前全球有许多专业的开发工
具供应商在为32位微控制器TC1728提供各种软件和硬件开发工具。

英飞凌32位微控制器
的开发环境包括以下工具：
●TriCore产品的嵌入式开发环境
●TC1728片上调试支持(OCDS)通过JTAG端口进行外部硬件和系统的通信
●灵活支持片内互联和FPI总线单元SBCU的外设互连总线(FPI总线)
●具有高精度、长周期定时功能的系统定时器(STM)
●TC1728包括功率管理系统、看门狗定时器和复位逻辑。