S1C17801

S1C17801
CMOS 16-bit Application Specific Controller
● 16ビットRISC CPUコアS1C17(Max. 48MHz動作)
● 128KバイトFlash ROM,
4Kバイト + 2KバイトRAM(2KBは独立電源で動作可能)
● 積和演算機能(16ビット × 16ビット + 32ビットMAC)
● USB FSデバイスコントローラを搭載
● 10ビットADC
● I2Sインタフェース
● PWMタイマによるIGBT制御機能
● 赤外線リモコン送受信回路
● STN LCDコントローラ, 2KバイトVRAMを搭載
1チップで120 × 120, 1bppモードの表示が可能(IVRAM使用時)
QVGA(320 × 240), 4bppモードの表示が可能(外部VRAM使用時)
● NAND Flashカードインタフェース
■概
要
S1C17801は、コンパクトでパフォーマンスの高い特定用途向け16ビットRISCコントローラです。特にアナログ入力、デ
ィスプレイ、接続用インタフェースを必要とする、健康器具、センサシステム、アラーム、家電(炊飯器、電子レンジ、リ
モコン)などへの組み込みに適しています。
S1C17801は、S1C17 16ビットコンパクトRISC CPUコア、128KバイトFlash EEPROM、4K + 2KバイトRAM、8本のアナ
ログ入力チャネルを持つ10ビットADC、USB FSデバイスコントローラ、PWM制御キャプチャタイマ/カウンタ、赤外線リ
モコン回路、シリアルインタフェース(IrDA1.0対応UART、SPI、I2C、I2S)、独立電源で動作するRTC、16ビットおよび8
ビットのタイマ、ウォッチドッグタイマ、NAND Flashカードインタフェース、SRAMコントローラ付き外部バス、汎用入
出力ポート、VRAMを内蔵したSTN LCDコントローラで構成されています。
LCDコントローラは外部VRAMにも対応し、より大規模なSTN LCDパネルへの表示も可能です。また、EPSON S1D15xxx
RAM内蔵LCDドライバやSPIインタフェースを持つLCDドライバとの接続に対応するLCDドライバDMA機能も搭載してい
ます。
USB FSデバイスコントローラはPCとの通信以外に、ボード上でのファームウェア更新にも使用可能です。
S1C17801はDSP機能の実装に使用可能な16ビット × 16ビット + 32ビットMAC(積和演算)命令も提供します。また、内蔵
のI 2Sインタフェースを介して外部オーディオADC/DACが接続可能で、ADPCM音声データの入出力にも対応します。
S1C17801は0.35μmアナログ混在低電力CMOSプロセスを使用するEPSON SoC (System on Chip)テクノロジにより設計/
開発されています。
ラインアップ
型番
Flash ROM容量
RAM容量
パッケージ
S1C17801F
128Kバイト
4K + 2K*バイト TQFP15-128pin
S1C17801B
PFBGA7U-144
128Kバイト
4K + 2K*バイト
∗ 2KバイトRAMはVRAMとして使用可能(独立電源によるバッテリーバックアップが可能)
本製品はSilicon Storage Technology, Inc.よりライセンスされたSuperFlash ® Technologyを使用しています。
■特
長
●テクノロジ
• 0.35μm AL-4層アナログ混在低電力CMOSプロセステクノロジ
●CPU
• セイコーエプソンオリジナル16ビットRISCプロセッサ S1C17コア
• 内部3段パイプライン
• 命令セット
- 16ビット固定長
- 基本命令111種類(全184命令)
- C言語による開発に最適化されたコンパクトで高速な命令セット
• レジスタ
- 24ビット汎用レジスタ8個
- 特殊レジスタ3個(24ビット × 2、8ビット × 1)
• メモリ空間
- 最大16Mバイトの空間をアクセス可能(24ビットアドレス)
SEIKO EPSON CORPORATION
S1C17801
●内蔵メモリ
• Flash EEPROM
- 128Kバイト
• RAM
- 4Kバイト
• VRAM
- 2Kバイト
- バッテリバックアップ可能な汎用RAMとして使用可能
●動作クロック
• メインクロック
- 48MHz
USBを使用する場合
- 1～48MHz(1/1～1/32の分周可)、32.768kHz
USBを使用しない場合
- 内蔵発振回路(水晶またはセラミック)または外部クロック入力
• サブクロック
- 32.768kHz(typ.) RTC用
- 内蔵発振回路(水晶)
●SRAMコントローラ
• 23ビット外部アドレスバス、データバス(8または16ビットを選択可能)、4本のチップイネーブルにより、最大15Mバイト
の外部メモリ空間に対応
• 外部にVRAMを接続可能とするSRAM UMA機能を搭載。これにより、16階調QVGAまでのLCDパネルが使用可能
●割り込みコントローラ
• 4本のマスク不可能割り込み
- リセット(#RESET端子またはウォッチドッグタイマ)
- アドレス不整
- デバッグ
- NMI(#NMI端子またはウォッチドッグタイマ)
• 28本のマスク可能割り込み
- ポート入力(8本)
- PWM制御キャプチャタイマ/カウンタ(1本)
- A/D変換器(2本)
- クロックジェネレータの16ビットタイマ(1本)
- クロックジェネレータの8ビットタイマ(2本)
- UART(1本)
- SPI(1本)
- I 2C(1本)
- RTC(1本)
- 8ビットタイマ(4本)
- LCDコントローラ(1本)
- 拡張SPI(1本)
- USBファンクションコントローラ(1本)
- I 2S(2本)
- リモコン回路(1本)
- 各マスク可能割り込みの割り込みレベル(優先順位)を設定可能(レベル0～7)
●プリスケーラ
• クロックジェネレータのソースクロックを生成
●PWM制御キャプチャタイマ/カウンタ
• 1チャネルのPWM出力機能付き16ビットタイマ/カウンタを内蔵
• 2つのコンペアマッチ割り込みを発生可能
• A/D変換器の範囲外信号によるIGBT出力制御機能
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EPSON
S1C17801
●クロックジェネレータ
• 16ビットタイマを1チャネル、8ビットタイマを2チャンネル内蔵
• UART、SPI、I 2Cのクロック生成に使用可能
• 各タイマはアンダーフロー割り込みを発生可能
●8ビットタイマ
• 4チャネルの8ビットタイマ(プリセッタブルダウンカウンタ)を内蔵
• ADCを周期的に起動するインターバルタイマとして使用可能
• 各タイマはアンダーフロー割り込みを発生可能
●ウォッチドッグタイマ
• リセットまたはNMIを発生する30ビットのウォッチドッグタイマ
• ウォッチドッグタイマのオーバーフロー周期(リセット/NMI発生周期)をプログラマブルに設定可能
• ウォッチドッグタイマのオーバーフロー信号を外部に出力可能
●RTC
•
•
•
•
時刻(秒、分、時)カウンタとカレンダ(日、曜日、月、年)カウンタを内蔵
システム電源(VDD)とは別の電源を使用可能
WAKEUP出力端子と#STBY入力端子でスタンバイ制御が可能
周期的な割り込みを発生可能
●UART
•
•
•
•
1チャネルのUARTを内蔵
IrDA 1.0インタフェースに対応
2バイトの受信バッファと1バイトの送信バッファを内蔵し、全二重通信をサポート
転送レート: 150～115200bps、データ長: 7または8ビット、パリティモード: 偶数、奇数、またはパリティなし、ストッ
プビット: 1または2ビット
• パリティエラー、フレーミングエラー、オーバーランエラーを検出可能
• チャネルごとに受信バッファフル、送信バッファエンプティ、受信エラー割り込みを発生可能
●SPI
•
•
•
•
•
マスタおよびスレーブモードに対応
1バイトの受信バッファと1バイトの送信バッファを内蔵
データ長: 8ビット固定(MSB先頭)
データ転送タイミング(クロックの位相と極性)を4種類から選択可能
受信バッファフル、送信バッファエンプティ割り込みを発生可能
●拡張SPI
•
•
•
•
•
•
マスタおよびスレーブモードに対応
1バイトの受信バッファと1バイトの送信バッファを内蔵
データ長: 8ビット固定(MSB先頭)
データ転送タイミング(クロックの位相と極性)を4種類から選択可能
受信バッファフル、送信バッファエンプティ割り込みを発生可能
専用のクロック源を内蔵
●I2C
•
•
•
•
•
マスタモードにのみ対応
データ形式: 8ビット(MSB先頭)
アドレスサイズ: 7ビットアドレス(10ビットアドレスには未対応)
ノイズ除去機能(レジスタ選択)
I 2C割り込みを発生可能
●I2S
•
•
•
•
ユニバーサルオーディオI 2Sバスインタフェースに対応
24ビットの解像度のI 2S出力1チャネルと16ビットの解像度のI 2S入力1チャネルを内蔵
ビットクロック、ワードセレクト信号、データ、マスタクロックを生成するマスタとして動作
I 2S割り込みを発生可能
EPSON
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S1C17801
●USBファンクションコントローラ
•
•
•
•
•
USB2.0フルスピードモード(12M bps)に対応
オートネゴシエーション機能に対応
スクラッチ可能な可変バルクエンドポイント数
プログラマブルな1KバイトFIFOを内蔵
USB割り込みを発生可能
●CARDインタフェース
• 8または16ビットNAND Flashインタフェース信号を生成
• ECC機能はアプリケーションプログラム内への実装が必要
●赤外線リモコン回路
• 変調キャリア信号の出力とリモコンパルスの入力
• キャリア信号発生回路とデータ長カウンタを内蔵
• REMC割り込みを発生可能
●汎用入出力ポート
• 最大91個の入出力ポート、8個の入力専用ポートを使用可能
• ソフトウェアで選択した8ポートにより入力割り込みを発生可能
∗ 入出力ポートは他の周辺機能(UART、PWMなど)と端子を兼用しています。したがって、使用可能なポート数は周辺機能
の使用状況により変わります。
●A/D変換器
• 最大8チャネルのアナログ入力を持つ10ビットA/D変換器
• 変換終了および範囲外割り込みを発生可能
• 範囲外信号をPWM制御キャプチャタイマ/カウンタモジュール内のIGBT回路に出力
●LCDコントローラ
•
•
•
•
STN LCDコントローラ
FRM(Frame Rate Modulation)による最大16階調のモノクロ表示が可能
1/2/4bpp(2/4/16階調)モノクロLCDインタフェース
(bpp: bit-per-pixel)
2KバイトIVRAM(内蔵VRAM)
- 1bppモードで最大120 × 120ドットのLCDパネルへの表示が可能
- IVRAMアービタにより、SRAMコントローラを介してCPUとLCDコントローラからアクセス可能
• UMA機能により、外部SRAMをVRAMとして使用可能
- 表示サイズを4bpp(16階調)でQVGA(320 × 240)パネルまで拡張可能
- 外部VRAMには16ビットSRAMが使用可能(8ビットSRAMは使用不可)
- EVRAMアービタにより、SRAMコントローラを介してCPUとLCDコントローラから外部VRAMをアクセス可能
• LCDドライバDMA機能をサポート
- LCDドライバへの表示データ転送が、その都度のソフトウェア制御なしで可能
• 対応ディスプレイ
- シングルパネル
- シングルドライブパッシブディスプレイ
- 4/8ビットデータバス幅のSLA/MLA型LCDドライバ内蔵モノクロSTN LCDパネル
- 4/8ビットパラレルMCUインタフェースLCDドライバ内蔵LCDパネル
(コントローラ付きLCDセグメント/コモンドライバ)
80系パラレルMCUインタフェースに対応
外部LCDドライバへの書き込み/読み出しに対応
- 8/9ビットSPI対応LCDドライバ(コントローラ付きLCDセグメント/コモンドライバ)内蔵LCDパネル(RAM内蔵型)
4線8ビットSPIに対応(SCK、SDA、D/#C、#CS: 8ビットデータ)
3線9ビットSPIに対応(SCK、SDA、#CS: 8ビットデータ + D/#C)
外部LCDドライバへの書き込みにのみ対応(読み出し不可)
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EPSON
S1C17801
• 対応ドライバ
- EPSON S1D15xxx RAM内蔵LCDドライバ
- 4/8ビットパラレルMCUインタフェースSTN LCDドライバ
(コントローラ付きLCDセグメント/コモンドライバ)
80系パラレルMCUインタフェースに対応
外部LCDドライバへの書き込み/読み出しに対応
- SPI対応STN LCDドライバ
4線8ビットSPIに対応(SCK、SDA、D/#C、#CS: 8ビットデータ)
3線9ビットSPIに対応(SCK、SDA、#CS: 8ビットデータ + D/#C)
外部LCDドライバへの書き込みにのみ対応(読み出し不可)
●動作電圧
• VDD:
3.00～3.60V(3.3V typ.)
• RTCVDD: 3.00～3.60V(3.3V typ.)
• AVDD(I/O): 2.70～5.50V
●I/Oインタフェース電圧
• VDD
(GPIO41本については-0.3～5.8V入力可)
●動作温度
• Flashリード時: -40∼85℃
• Flashライト時: -40∼70℃
0∼70℃
• USB使用時:
●消費電力
•
•
•
•
∗
SLEEP時:
4.5μW(typ.)
HALT時:
53mW(typ.) 48MHz/3.3V動作時
動作時:
116mW(typ.) 48MHz/3.3V動作時
バッテリバックアップ時: 0.28μW(typ.) 3.3V、OSC1停止
クロックギア(CMU)でクロックを制御することにより、消費電力を低減できます。
●出荷形態
• パッケージ: TQFP15-128pin(14mm × 14mm × 1.2mm、端子間ピッチ: 0.4mm)
PFBGA7U-144(7mm × 7mm × 1.2mm、ボールピッチ: 0.5mm)
EPSON
5
S1C17801
■ブロック図
TEST
#RESET
#NMI
TVEP
DCLK, DSIO,
DST2
CPU Core S1C17
IRAM
(4K bytes)
MAC
(DSP)
Flash EEPROM
(128K/96K bytes)
I/O 1 (0x4000–)
Prescaler
VDD
AVDD
RTCVDD
VSS
IVRAM
(2K bytes)
IVRAM arbiter
#CE0–3, #RD, #WRL, #WRH,
#BSL, #BSH, #WAIT
A0–22, D0–15
Clock generator
RTCVDD
SRAM controller
EVRAM arbiter
UART
SIN0, SOUT0, #SCLK0
SPI
SPI_SDI0, SPI_SDO0,
SPI_SCK0, #SPI_SSI0
I2C
I2C_SDA, I2C_SCL
Interrupt controller
Interrupt system
FPDAT0–7, FPFRAME,
FPLINE, FPSHIFT, FPDRDY
SPI_SDI1, SPI_SDO1,
SPI_SCK1, #SPI_SSI1
EXCL0, TM0, #TM0, PWMPRT0
I2S_SDO0, I2S_WS0, I2S_SCK0, I2S_MCLK0,
I2S_SDI1, I2S_WS1, I2S_SCK1, I2S_MCLK1
AIN0–7, #ADTRG
REMC_IN, REMC_OUT
#SMRD, #SMWR
6
LCD controller
Clock
management unit
Extended SPI
Watchdog timer
16-bit multi-function
timer
8-bit timer
I2S
USB function
controller
A/D converter
Remote controller
Card interface
EPSON
RTCVDD
RTC
I/O port/
I/O MUX
I/O 2 (0x4400–)
OSC1–2, OSC3–4,
CMU_CLK
WDT_CLK, #WDT_NMI
USBDP, USBDM,
USBVBUS, PUENB
WAKEUP, #STBY
P00–07, P10–16, P20–27,
P30–37, P40–45, P50–57,
P60–67, P70–77, P80–86,
P90–97, PA0–A6, PB0–B7,
PC0–C7
S1C17801
96
95
94
93
92
91
90
89
88
87
86
85
84
83
82
81
80
79
78
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
67
66
65
AVDD
P00 (AIN0)
P01 (AIN1)
P02 (AIN2)
P03 (AIN3)
P04 (AIN4)
P05 (AIN5)
P06 (AIN6)
P07 (AIN7)
VSS
PC1 (FPDAT1/#WDT_NMI)
PC0 (FPDAT0/CMU_CLK)
P56 (FPSHIFT/#TM0)
P97 (D7)
P96 (D6)
P95 (D5)
P94 (D4)
P93 (D3)
P92 (D2)
P91 (D1)
P90 (D0)
PB3 (D11)
PB2 (D10)
PB1 (D9)
PB0 (D8)
VDD
P32 (WDT_CLK/#WDT_NMI/CMU_CLK)
PA5 (#WRL)
PA4 (#RD)
PA3 (#CE3)
PA2 (#CE2)
PA1 (#CE1)
■端子配置図
64
63
62
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
PA0 (#CE0)
P51 (I2C_SCL)
P50 (I2C_SDA/EXCL0)
P42 (#SCLK0/EXCL0)
P41 (SOUT0/#SMWR)
P40 (SIN0/#SMRD)
PC7 (FPDAT7)
PC6 (FPDAT6)
PC5 (FPDAT5)
PC4 (FPDAT4)
#NMI
VDD
#RESET
TVEP
P23 (I2S_MCLK0)
P22 (I2S_SCK0)
P21 (I2S_WS0)
P20 (I2S_SDO0)
P34 (#SMWR)
P33 (#SMRD/#TM0)
VDD
VSS
OSC4
OSC3
VDD
P53 (REMC_OUT)
P52 (REMC_IN/#TM0)
OSC2
OSC1
RTCVDD
WAKEUP
#STBY
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
USBVBUS
PUENB
USBDP
USBDM
VSS
VDD
(A0/#BSL) P60
(A1) P61
(A2) P62
(A3) P63
(#WRH/#BSH) PA6
(FPFRAME/EXCL0) P54
(FPLINE) P55
(A4) P64
VSS
(A5) P65
(A6) P66
(A7) P67
(A8) P70
(A9) P71
(A10) P72
(D12) PB4
(D13) PB5
(D14) PB6
(D15) PB7
VDD
(A11) P73
(A12) P74
(A13) P75
(A14) P76
(A15) P77
(A16) P80
(SPI_SDI0) P10
(SPI_SDO0) P11
(SPI_SCK0) P12
(#SPI_SSI0/#SPI_SSI1/SPI_SDI0) P13
(SPI_SDI1) P14
(SPI_SDO1) P15
(SPI_SCK1) P16
(REMC_IN/PWMPRT0) P43
VSS
(REMC_OUT) P44
(#WAIT) P45
(FPDRDY) P57
(FPDAT2/#ADTRG) PC2
(FPDAT3/PWMPRT0) PC3
(I2S_SDI1) P24
(I2S_WS1) P25
(I2S_SCK1) P26
(I2S_MCLK1) P27
TEST
VDD
(TM0) P30
(#TM0/#ADTRG) P31
(A19) P83
(A20) P84
(A21) P85
(A22/CMU_CLK) P86
(P37) DST2
(P36) DSIO
VSS
(P35) DCLK
(A17) P81
(A18) P82
EPSON
7
S1C17801
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2008年3月改訂
2007年5月作成 H