ST10R165 Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

September 1995

1/53

This is advance information from SGS-THOMSON. Details are subject to change without notice.

ST10R165

16-BIT ROMLESS MICROCONTROLLER

ADVANCE DATA

High performance 16-bit CPU with 4-stage
pipeline

100 nsinstructioncycle timeat20-MHz CPUclock

500 ns multiplication (16

×

16 bits), 1

µ

s division

(32 / 16 bit)

Enhanced boolean bit manipulation facilities

Additional instructions to support HLL and
operating systems

Register-based design with multiple variable
register banks

Single-cycle context switching support

Up to 16 Mbytes linear address space for code
and data

2 Kbytes on-chip RAM

Programmable external bus characteristics for
different address ranges

8-Bit or 16-bit external data bus

Multiplexed or demultiplexed external address/
data buses

Five programmable chip-select signals

Hold- and hold-acknowledge bus arbitration
support

1024 bytes on-Chip special function register area

Idle and power down modes

8-channel interrupt-driven single-cycle data
transfer facilities via peripheral event controller
(PEC)

16-priority-level

interrupt

system

with

28

sources, sample-rate down to 50 ns

Two multi-functional general purpose timer
units with 5 timers

Two

serial

channels

(synchronous/

asynchronous and high-speed-synchronous)

Programmable watchdog timer

Up to 77 general purpose I/O lines

Supported by a wealth of development tools like
C-compilers,

macro-assembler

packages,

emulators, evaluation boards, HLL-debuggers,
simulators,

logic

analyser

disassemblers,

programming boards

On-chip bootstrap loader

100-Pin TQFP and PQFP package (EIAJ)

PQFP100

TQFP100

(Ordering Information at the end of the datasheet)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

TABLE OF CONTENTS

2/53

ST10R165 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 FUNCTIONAL DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 MEMORY ORGANIZATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4 EXTERNAL BUS CONTROLLER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5 CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

6 INTERRUPT SYSTEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

7 GENERAL PURPOSE TIMER (GPT) UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

8 PARALLEL PORTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

9 SERIAL CHANNELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

10 WATCHDOG TIMER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

11 INSTRUCTION SET SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

12 SPECIAL FUNCTION REGISTER OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

13 ELECTRICAL CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

13.1

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

13.2

PARAMETER INTERPRETATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

13.3

DC CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

13.4

TESTING WAVEFORMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

13.5

AC CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

14 PACKAGE MECHANICAL DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

15 ORDERING INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

3/53

1 INTRODUCTION

The ST10R165 is a new derivative of the SGS

-

THOMSON ST10 family of full fea-

tured single-chip CMOS microcontrollers. It combines high CPU performance (up to

10 million instructions per second) with high peripheral functionality and enhanced

IO-capabilities.

Figure 1. Logic Symbol

Port 6

8-Bit

Port 5

6-Bit

Port 4

8-Bit

Port 3

15-Bit

Port 2

8-Bit

Port 1

16-Bit

Port 0

16-Bit

V

DD

Vss

XTAL 2

XTAL 1

ALE

WR/WRL

RST in

RST out

NMI

EA

RD

READY

VR02045D

ST10R165

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

4/53

ST10R165

Figure 2. PQFP Pin Configuration (top view)

V

DD

V

SS

V

PP

V

DD

V

DD

V

DD

V

SS

V

SS

V

SS

V

DD

V

DD

V

SS

V

SS

ST10R165

VR02052B

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

5/53

Figure 3. TQFP Pin Configuration (top view)

ST10R165

VR02052A

1
2
3
4
5

7

6

9

8

10
11
12
13
14

16

15

18

17

19
20
21
22
23

25

24

P5.13/T5in

P5.14/T4EUD
P5.15/T2EUD

XTAL1
XTAL2

P3.0

P3.1/T6OUT

P3.2/CAPIN

P3.3/T3OUT
P3.4/T3EUD

P3.5/T4IN
P3.6/T3IN
P3.7/T2IN

P3.8/MRST
P3.9/MTSR

P3.10/TxD0

P3.11/RxD0

P3.13/SCLK

P3.15/CLKOUT

P4.0/A16
P4.1/A17
P4.2/A18

P3.12/BHE/WRH

75
74
73
72
71

69

70

67

68

66
65
64
63
62

60

61

58

59

57
56
55
54
53

51

52

26

28

27

30

29

32

31

34 35

33

37

36

40

39

38

43

42

41

46

45

44

48

47

50

49

100

98

99

96

97

94

95

92 91

93

89

90

86

87

88

83

84

85

80

81

82

78

79

76

77

P1L.0/A0

P1H.6/A14
P1H.5/A13
P1H.4/A12
P1H.3/A11
P1H.2/A10

P1H.0/A8
P1L.7/A7
P1L.6/A6
P1L.5/A5

P1H.1/A9

P1L.3/A3
P1L.2/A2
P1L.1/A1

P1L.4/A4

P0H.7/AD15
P0H.6/AD14
P0H.5/AD13
P0H.4/AD12
P0H.3/AD11
P0H.2/AD10
P0H.1/AD9
P0H.0/AD8

P4

.4

/A2

0

P

4

.3

/A

1

9

P4

.5/

A

2

1

P4

.6

/A

2

2

P4

.7

/A

2

3

P0

L

.0

/A

D

0

P

0

L.

1/

A

D

1

P

0

L.

2/

A

D

2

P

0

L.

3/

A

D

3

P

0

L.

4/

A

D

4

P

0

L.

5/

A

D

5

P

0

L.

6/

A

D

6

P

0

L.

7/

A

D

7

AL

E

RD

P1

H

.7

/A1

5

NM

I

P

5

.1

2

/T

6

IN

P2

.14

/EX6

IN

P2

.13

/EX5

IN

P2

.12

/EX4

IN

P5

.1

1

/T

5

EU

D

P5

.1

0

/T

6

E

U

D

P2

.15

/EX7

IN

P2

.11

/EX3

IN

P2

.10

/EX2

IN

P2

.9/

EX1

IN

P2

.8/

EX0

IN

V

DD

V

SS

V

DD

V

SS

V

DD

V

SS

P6

.7/

B

R

E

Q

P6

.6/

H

LDA

P6

.5/

H

O

L

D

P6

.4/

C

S4

P6

.3/

C

S3

P6

.2/

C

S2

P6

.1/

C

S1

P6

.0/

C

S0

RS

T

IN

RS

T

O

UT

V

SS

V

PP

V

DD

V

DD

V

SS

V

DD

V

SS

WR

/W

R

L

RE

A

D

Y

EA

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

6/53

ST10R165

Table 1. Pin Definitions and Functions

Symbol

Pin

Number

Input

(I)

Output

(O)

Function

PQFP

TQFP

P5.10 –
P5.15

100

1 - 5

100

1
2
3
4
5

98

99 - 3

98
99

100

1
2
3

I
I
I
I
I
I
I
I

Port 5 is a 6-bit input-only port with Schmitt-Trigger characteris-
tics. The pins of Port 5 also serve as timer inputs:

P5.10

T6EUD GPT2 Timer T6 Ext.Up/Down Ctrl.Input

P5.11

T5EUD GPT2 Timer T5 Ext.Up/Down Ctrl.Input

P5.12

T6IN

GPT2 Timer T6 Count Input

P5.13

T5IN

GPT2 Timer T5 Count Input

P5.14

T4EUD GPT1 Timer T4 Ext.Up/Down Ctrl.Input

P5.15

T2EUD GPT1 Timer T2 Ext.Up/Down Ctrl.Input

XTAL1

XTAL2

7

8

5

6

I

O

XTAL1: Input to the oscillator amplifier and input to the internal
clock generator

XTAL2: Output of the oscillator amplifier circuit.

To clock the device from an external source, drive XTAL1, while
leaving XTAL2 unconnected. Minimum and maximum high/low
and rise/fall times specified in the AC Characteristics must be ob-
served.

P3.0 –
P3.13,
P3.15

10 –

23,

24

11
12
13
14
15

16
17

18
19
20
21
22

23
24

8

21
22

9

10
11
12
13

14
15

16
17
18
19
20

21
22

I/O
I/O
I/O

O

I

O

I
I

I
I

I/O
I/O

O

I/O

O
O

I/O

O

Port 3 is a 15-bit (P3.14 is missing) bidirectional I/O port. It is bit-
wise programmable for input or output via direction bits. For a pin
configured as input, the output driver is put into high-impedance
state. Port 3 outputs can be configured as push/pull or open drain
drivers.
The following Port 3 pins also serve for alternate functions:

P3.1

T6OUT

GPT2 Timer T6 Toggle Latch Output

P3.2

CAPIN

GPT2 Register CAPREL Capture Input

P3.3

T3OUT

GPT1 Timer T3 Toggle Latch Output

P3.4

T3EUD

GPT1 Timer T3 Ext.Up/Down Ctrl.Input

P3.5

T4IN

GPT1 Timer T4 Input for
Count/Gate/Reload/Capture

P3.6

T3IN

GPT1 Timer T3 Count/Gate Input

P3.7

T2IN

GPT1 Timer T2 Input for
Count/Gate/Reload/Capture

P3.8

MRST

SSC Master-Rec./Slave-Transmit I/O

P3.9

MTSR

SSC Master-Transmit/Slave-Rec. O/I

P3.10 T

×

D0

ASC0 Clock/Data Output (Asyn./Syn.)

P3.11 R

×

D0

ASC0 Data Input (Asyn.) or I/O (Syn.)

P3.12 BHE

Ext. Memory High Byte Enable Signal,

WRH

Ext. Memory High Byte Write Strobe

P3.13 SCLK

SSC Master Clock Outp./Slave Cl. Inp.

P3.15 CLKOUT System Clock Output (=CPU Clock)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

7/53

P4.0 –
P4.7

25 -

28,

31 - 34

25

...

34

23 - 26
29 - 32

23

...

32

I/O

O

...

O

Port 4 is an 8-bit bidirectional I/O port. It is bit-wise programmable
for input or output via direction bits. For a pin configured as input,
the output driver is put into high-impedance state.
In case of an external bus configuration, Port 4 can be used to
output the segment address lines:

P4.0

A16

Least Significant Segment Addr. Line

...

...

...

P4.7

A23

Most Significant Segment Addr. Line

RD

35

33

O

External Memory Read Strobe. RD is activated for every external
instruction or data read access.

WR/
WRL

36

34

O

External Memory Write Strobe. In WR-mode this pin is activated
for every external data write access. In WRL-mode this pin is ac-
tivated for low byte data write accesses on a 16-bit bus, and for
every data write access on an 8-bit bus. See WRCFG in register
SYSCON for mode selection.

READY

37

35

I

Ready Input. When the Ready function is enabled, a high level at
this pin during an external memory access will force the insertion
of memory cycle time waitstates until the pin returns to a low lev-
el.

ALE

38

36

O

Address Latch Enable Output. Can be used for latching the ad-
dress into external memory or an address latch in the multiplexed
bus modes.

EA

39

37

I

External Access Enable pin. A low level at this pin during and af-
ter Reset forces the

ST10R165

to begin instruction execution

out of external memory. A high level forces execution out of the
internal ROM. The

ST10R165

must have this pin tied to ‘0’.

Symbol

Pin

Number

Input

(I)

Output

(O)

Function

PQFP

TQFP

Table 1. Pin Definitions and Functions (Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

8/53

ST10R165

PORT0:
P0L.0 –
P0L.7,
P0H.0 -
P0H.7

43 –

50

53 –

60

41
48
51
58

I/O

PORT0 consists of the two 8-bit bidirectional I/O ports P0L and
P0H. It is bit-wise programmable for input or output via direction
bits. For a pin configured as input, the output driver is put into
high-impedance state.
In case of an external bus configuration, PORT0 serves as the
address (A) and address/data (AD) bus in multiplexed bus modes
and as the data (D) bus in demultiplexed bus modes.
Demultiplexed bus modes:

Data Path Width:

8-bit

16-bit

P0L.0 – P0L.7:

D0 – D7

D0 - D7

P0H.0 – P0H.7:

I/O

D8 - D15

Multiplexed bus modes:
Data Path Width:

8-bit

16-bit

P0L.0 – P0L.7:

AD0 – AD7

AD0 - AD7

P0H.0 – P0H.7:

A8 - A15

AD8 - AD15

PORT1:
P1L.0 –
P1L.7,
P1H.0 -
P1H.7

61 -

68

69 -

70,

73 - 78

59
66

67 - 68
71 - 76

I/O

PORT1 consists of the two 8-bit bidirectional I/O ports P1L and
P1H. It is bit-wise programmable for input or output via direction
bits. For a pin configured as input, the output driver is put into
high-impedance state. PORT1 is used as the 16-bit address bus
(A) in demultiplexed bus modes and also after switching from a
demultiplexed bus mode to a multiplexed bus mode.

RSTIN

81

79

I

Reset Input with Schmitt-Trigger characteristics. A low level at
this pin for a specified duration while the oscillator is running re-
sets the

ST10R165

. An internal pullup resistor permits power-

on reset using only a capacitor connected to

V

SS

.

RSTOU
T

82

80

O

Internal Reset Indication Output. This pin is set to a low level
when the part is executing either a hardware-, a software- or a
watchdog timer reset. RSTOUT remains low until the EINIT (end
of initialization) instruction is executed.

NMI

83

81

I

Non-Maskable Interrupt Input. A high to low transition at this pin
causes the CPU to vector to the NMI trap routine. When the
PWRDN (power down) instruction is executed, the NMI pin must
be low in order to force the ST10R65 to go into power down
mode. If NMI is high, when PWRDN is executed, the part will con-
tinue to run in normal mode.
If not used, pin NMI should be pulled high externally.

Symbol

Pin

Number

Input

(I)

Output

(O)

Function

PQFP

TQFP

Table 1. Pin Definitions and Functions (Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

9/53

P6.0 –
P6.7

84 -

91

84

...

88
89
90
91

82 -

89

82

...

86
87
88
89

I/O

O

...

O

I

O
O

Port 6 is an 8-bit bidirectional I/O port. It is bit-wise programmable
for input or output via direction bits. For a pin configured as input,
the output driver is put into high-impedance state. Port 6 outputs
can be configured as push/pull or open drain drivers.
The following Port 6 pins also serve for alternate functions:

P6.0

CS0

Chip Select 0 Output

...

...

...

P6.4

CS4

Chip Select 4 Output

P6.5

HOLD

External Master Hold Request Input

P6.6

HLDA

Hold Acknowledge Output

P6.7

BREQ

Bus Request Output

P2.8 –
P2.15

92 -

99

92

...

99

90 -

97

90

...

97

I/O

I

...

I

Port 2 is an 8-bit bidirectional I/O port. It is bit-wise programmable
for input or output via direction bits. For a pin configured as input,
the output driver is put into high-impedance state. Port 2 outputs
can be configured as push/pull or open drain drivers.
The following Port 2 pins also serve for alternate functions:

P2.8

EX0IN

Fast External Interrupt 0 Input

...

...

...

P2.15

EX7IN

Fast External Interrupt 7 Input

V

PP

42

40

-

Flash programming voltage. This pin accepts the programming
voltage for flash versions of the

ST10R165

.

Note: This pin is not connected (NC) on non-flash versions.

V

DD

9, 30,

40, 51,

71, 80

7, 28,

38, 49,

69, 78

-

Digital Supply Voltage:
+ 5 V during normal operation and idle mode.

2.5 V during power down mode

V

SS

6, 29,

41, 52,

72, 79

4, 27,

39, 50,

70, 77

-

Digital Ground.

Symbol

Pin

Number

Input

(I)

Output

(O)

Function

PQFP

TQFP

Table 1. Pin Definitions and Functions (Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

10/53

ST10R165

2 FUNCTIONAL DESCRIPTION

The architecture of the ST10R165 combines advantages of both RISC and CISC

processors and of advanced peripheral subsystems in a very well-balanced way. The

following block diagram gives an overview of the different on-chip components and of

the advanced, high bandwidth internal bus structure of the ST10R165.

Note: All time specifications refer to a CPU clock of 20 MHz (see definition in the AC

Characteristics section).

Figure 4. Block Diagram

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

11/53

3 MEMORY ORGANIZATION

The memory space of the ST10R165 is configured in a Von Neumann architecture

which means that code memory, data memory, registers and I/O ports are organized

within the same linear address space which includes 16 MBytes. The entire memory

space can be accessed bytewise or wordwise. Particular portions of the on-chip

memory have additionally been made directly bit addressable.The ST10R165 is pre-

pared to incorporate on-chip mask-programmable ROM for code or constant data.

Currently no ROM is integrated.

2 KBytes of on-chip RAM are provided as a storage for user defined variables, for the

system stack, general purpose register banks and even for code. A register bank can

consist of up to 16 wordwide (R0 to R15) and/or bytewide (RL0, RH0,

, RL7, RH7)

named General Purpose Registers (GPRs).

1024 bytes (2 * 512 bytes) of the address space are reserved for the Special Function

Register areas (SFR space and ESFR space). SFRs are wordwide registers which

are used for controlling and monitoring functions of the different on-chip units. Un-

used SFR addresses are reserved for future derivatives of the ST10R165.

In order to meet the needs of designs where more memory is required than is provid-

ed on chip, up to 16 MBytes of external RAM and/or ROM can be connected to the

microcontroller.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

12/53

ST10R165

4 EXTERNAL BUS CONTROLLER

All of the external memory accesses are performed by a particular on-chip External

Bus Controller (EBC). It can be programmed either to Single Chip Mode when no ex-

ternal memory is required, or to one of four different external memory access modes,

which are as follows:

– 16-/18-/20-/24-bit Addresses, 16-bit Data, Demultiplexed

– 16-/18-/20-/24-bit Addresses, 16-bit Data, Multiplexed

– 16-/18-/20-/24-bit Addresses, 8-bit Data, Multiplexed

– 16-/18-/20-/24-bit Addresses, 8-bit Data, Demultiplexed

In the demultiplexed bus modes, addresses are output on PORT1 and data is input/

output on PORT0. In the multiplexed bus modes both addresses and data use

PORT0 for input/output.

Important timing characteristics of the external bus interface (Memory Cycle Time,

Memory Tri-State Time, Length of ALE and Read Write Delay) have been made pro-

grammable to allow the user the adoption of a wide range of different types of mem-

ories. In addition, different address ranges may be accessed with different bus char-

acteristics. Up to 5 external CS signals can be generated in order to save external

glue logic. Access to very slow memories is supported via a particular ‘Ready’ func-

tion. A HOLD/HLDA protocol is available for bus arbitration.

For applications which require less than 16 MBytes of external memory space, this

address space can be restricted to 1 MByte, 256 KByte or to 64 KByte. In this case

Port 4 outputs four, two or no address lines at all. It outputs all 8 address lines, if an

address space of 16 MBytes is used.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

13/53

5 CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

The main core of the CPU consists of a 4-stage instruction pipeline, a 16-bit arithme-

tic and logic unit (ALU) and dedicated SFRs. Additional hardware has been added for

a separate multiply and divide unit, a bit-mask generator and a barrel shifter.

Based on these hardware provisions, most of the ST10R165’s instructions can be ex-

ecuted in just one machine cycle which requires 100 ns at 20 MHz CPU clock. For ex-

ample, shift and rotate instructions are always processed during one machine cycle

independent of the number of bits to be shifted. All multiple-cycle instructions have

been optimized so that they can be executed very fast as well: branches in 2 cycles,

a 16

×

16 bit multiplication in 5 cycles and a 32/16 bit division in 10 cycles. Another

pipeline optimization, the named ‘Jump Cache’, allows reducing the execution time of

repeatedly performed jumps in a loop from 2 cycles to 1 cycle.

Figure 5. CPU Block Diagram

CPU

16

16

R 0

R 15

MDL

MDH

R0

General

Purpose

Registers

R 15

Code Seg. Ptr.

Mul./Div.-HW

Barrel-Shift

Bit-Mask Gen.

16-Bit

ALU

Exec. Unit

Instr. Ptr.

SP

STKOV

STKUN

SYSCON

PSW

ROM

not

Implemented

on the

ST10R165

Data Pg. Ptrs.

BUSCON 0

BUSCON 1
BUSCON 2

BUSCON 3

BUSCON 4

ADDRSEL 1
ADDRSEL 2
ADDRSEL 3

ADDRSEL 4

Instr. Reg.

4-Stage
Pipeline

Internal

RAM

2 KByte

32

VR02045B

16

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

14/53

ST10R165

Central Processing Unit (Cont’d)

The CPU includes an actual register context consisting of up to 16 wordwide GPRs

which are physically allocated within the on-chip RAM area. A Context Pointer (CP)

register determines the base address of the active register bank to be accessed by

the CPU at a time. The number of register banks is only restricted by the available in-

ternal RAM space. For easy parameter passing, a register bank may overlap others.

A system stack of up to 2048 bytes is provided as a storage for temporary data. The

system stack is allocated in the on-chip RAM area, and it is accessed by the CPU via

the stack pointer (SP) register. Two separate SFRs, STKOV and STKUN, are implic-

itly compared against the stack pointer value upon each stack access for the detec-

tion of a stack overflow or underflow.

The high performance offered by the hardware implementation of the CPU can effi-

ciently be utilized by a programmer via the highly efficient ST10R165 instruction set

which includes the following instruction classes:

– Arithmetic Instructions

– Logical Instructions

– Boolean Bit Manipulation Instructions

– Compare and Loop Control Instructions

– Shift and Rotate Instructions

– Prioritize Instruction

– Data Movement Instructions

– System Stack Instructions

– Jump and Call Instructions

– Return Instructions

– System Control Instructions

– Miscellaneous Instructions

The basic instruction length is either 2 or 4 bytes. Possible operand types are bits,

bytes and words. A variety of direct, indirect or immediate addressing modes are pro-

vided to specify the required operands.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

15/53

6 INTERRUPT SYSTEM

With an interrupt response time within a range from just 250 ns to 600 ns (in case of

internal program execution), the ST10R165 is capable of reacting very fast to the oc-

currence of non-deterministic events.

The architecture of the ST10R165 supports several mechanisms for fast and flexible

response to service requests that can be generated from various sources internal or

external to the microcontroller. Any of these interrupt requests can be programmed to

being serviced by the Interrupt Controller or by the Peripheral Event Controller (PEC).

In contrast to a standard interrupt service where the current program execution is

suspended and a branch to the interrupt vector table is performed, just one cycle is

‘stolen’ from the current CPU activity to perform a PEC service. A PEC service im-

plies a single byte or word data transfer between any two memory locations with an

additional increment of either the PEC source or the destination pointer. An individual

PEC transfer counter is implicitly decremented for each PEC service except when

performing in the continuous transfer mode. When this counter reaches zero, a

standard interrupt is performed to the corresponding source related vector location.

PEC services are very well suited, for example, for supporting the transmission or re-

ception of blocks of data. The ST10R165 has 8 PEC channels each of which offers

such fast interrupt-driven data transfer capabilities.

A separate control register which contains an interrupt request flag, an interrupt ena-

ble flag and an interrupt priority bitfield exists for each of the possible interrupt sourc-

es. Via its related register, each source can be programmed to one of sixteen inter-

rupt priority levels. Once having been accepted by the CPU, an interrupt service can

only be interrupted by a higher prioritized service request. For the standard interrupt

processing, each of the possible interrupt sources has a dedicated vector location.

Fast external interrupt inputs are provided to service external interrupts with high pre-

cision requirements. These fast interrupt inputs feature programmable edge detec-

tion (rising edge, falling edge or both edges).

Software interrupts are supported by means of the ‘TRAP’ instruction in combination

with an individual trap (interrupt) number.

The following table shows all of the possible ST10R165 interrupt sources and the cor-

responding hardware-related interrupt flags, vectors, vector locations and trap (inter-

rupt) numbers:

Note: Four nodes in the table (X-Peripheral nodes) are prepared to accept interrupt requests

from integrated X-Bus peripherals. Nodes, where no X-Peripherals are connected, may
be used to generate software controlled interrupt requests by setting the respective XPnIR
bit. Also the three listed Software Nodes can be used for this purpose.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

16/53

ST10R165

Interrupt System (Cont’d)

Source of Interrupt or

PEC Service Request

Request

Flag

Enable

Flag

Interrupt

Vector

Vector

Location

Trap

Number

External Interrupt 0

CC8IR

CC8IE

CC8INT

60h

18h

External Interrupt 1

CC9IR

CC9IE

CC9INT

64h

19h

External Interrupt 2

CC10IR

CC10IE

CC10INT

68h

1Ah

External Interrupt 3

CC11IR

CC11IE

CC11INT

6Ch

1Bh

External Interrupt 4

CC12IR

CC12IE

CC12INT

70h

1Ch

External Interrupt 5

CC13IR

CC13IE

CC13INT

74h

1Dh

External Interrupt 6

CC14IR

CC14IE

CC14INT

78h

1Eh

External Interrupt 7

CC15IR

CC15IE

CC15INT

7Ch

1Fh

GPT1 Timer 2

T2IR

T2IE

T2INT

88h

22h

GPT1 Timer 3

T3IR

T3IE

T3INT

8Ch

23h

GPT1 Timer 4

T4IR

T4IE

T4INT

90h

24h

GPT2 Timer 5

T5IR

T5IE

T5INT

94h

25h

GPT2 Timer 6

T6IR

T6IE

T6INT

98h

26h

GPT2 CAPREL Register

CRIR

CRIE

CRINT

9Ch

27h

ASC0 Transmit

S0TIR

S0TIE

S0TINT

A8h

2Ah

ASC0 Transmit Buffer

S0TBIR

S0TBIE

S0TBINT

11Ch

47h

ASC0 Receive

S0RIR

S0RIE

S0RINT

ACh

2Bh

ASC0 Error

S0EIR

S0EIE

S0EINT

B0h

2Ch

SSC Transmit

SCTIR

SCTIE

SCTINT

B4h

2Dh

SSC Receive

SCRIR

SCRIE

SCRINT

B8h

2Eh

SSC Error

SCEIR

SCEIE

SCEINT

BCh

2Fh

X-Peripheral Node 0

XP0IR

XP0IE

XP0INT

100h

40h

X-Peripheral Node 1

XP1IR

XP1IE

XP1INT

104h

41h

X-Peripheral Node 2

XP2IR

XP2IE

XP2INT

108h

42h

X-Peripheral Node 3

XP3IR

XP3IE

XP3INT

10Ch

43h

Software Node

CC29IR

CC29IE

CC29INT

110h

44h

Software Node

CC30IR

CC30IE

CC30INT

114h

45h

Software Node

CC31IR

CC31IE

CC31INT

118h

46h

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

17/53

Interrupt System (Cont’d)

The ST10R165 also provides an excellent mechanism to identify and to process ex-

ceptions or error conditions that arise during run-time, named ‘Hardware Traps’.

Hardware traps cause immediate non-maskable system reaction which is similar to a

standard interrupt service (branching to a dedicated vector table location). The occur-

rence of a hardware trap is additionally signified by an individual bit in the trap flag

register (TFR). Except when another higher prioritized trap service is in progress, a

hardware trap will interrupt any actual program execution. In turn, hardware trap serv-

ices can normally not be interrupted by standard or PEC interrupts.

The following table shows all of the possible exceptions or error conditions that can

arise during run-time:

Exception Condition

Trap

Flag

Trap

Vector

Vector

Location

Trap

Number

Trap

Priority

Reset Functions:

Hardware Reset
Software Reset
Watchdog Timer Overflow

RESET
RESET
RESET

00’0000

h

00’0000

h

00’0000

h

00

h

00

h

00

h

III
III
III

Class A Hardware Traps:

Non-Maskable Interrupt
Stack Overflow
Stack Underflow

NMI
STKOF
STKUF

NMITRAP
STOTRAP
STUTRAP

00’0008

h

00’0010

h

00’0018

h

02

h

04

h

06

h

II
II
II

Class B Hardware Traps:

Undefined Opcode
Protected Instruction
Fault
Illegal Word Operand
Access
Illegal Instruction Access
Illegal External Bus
Access

UNDOPC
PRTFLT

ILLOPA

ILLINA
ILLBUS

BTRAP
BTRAP

BTRAP

BTRAP
BTRAP

00’0028

h

00’0028

h

00’0028

h

00’0028

h

00’0028

h

0A

h

0A

h

0A

h

0A

h

0A

h

I
I

I

I
I

Reserved

[2C

h

– 3C

h

]

[0B

h

– 0F

h

]

Software Traps

TRAP Instruction

Any

[00’0000

h

00’01FC

h

]

in steps

of 4

h

Any

[00

h

– 7F

h

]

Current

CPU Priori-

ty

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

18/53

ST10R165

7 GENERAL PURPOSE TIMER (GPT) UNIT

The GPT unit represents a very flexible multifunctional timer/counter structure which

may be used for many different time related tasks such as event timing and counting,

pulse width and duty cycle measurements, pulse generation, or pulse multiplication.

The GPT unit incorporates five 16-bit timers which are organized in two separate

modules, GPT1 and GPT2. Each timer in each module may operate independently in

a number of different modes, or may be concatenated with another timer of the same

module.

Each of the three timers T2, T3, T4 of module GPT1 can be configured individually for

one of three basic modes of operation, which are Timer, Gated Timer, and Counter

Mode. In Timer Mode, the input clock for a timer is derived from the CPU clock, divid-

ed by a programmable prescaler, while Counter Mode allows a timer to be clocked in

reference to external events.

Pulse width or duty cycle measurement is supported in Gated Timer Mode, where the

operation of a timer is controlled by the ‘gate’ level on an external input pin. For these

purposes, each timer has one associated port pin (TxIN) which serves as gate or

clock input. The maximum resolution of the timers in module GPT1 is 400 ns (@ 20

MHz CPU clock).

The count direction (up/down) for each timer is programmable by software or may ad-

ditionally be altered dynamically by an external signal on a port pin (TxEUD) to facili-

tate e. g. position tracking.

Timers T3 and T4 have output toggle latches (TxOTL) which change their state on

each timer over-flow/underflow. The state of these latches may be output on port pins

(TxOUT) e. g. for time out monitoring of external hardware components, or may be

used internally to clock timers T2 and T4 for measuring long time periods with high

resolution.

In addition to their basic operating modes, timers T2 and T4 may be configured as re-

load or capture registers for timer T3. When used as capture or reload registers, tim-

ers T2 and T4 are stopped. The contents of timer T3 is captured into T2 or T4 in re-

sponse to a signal at their associated input pins (TxIN). Timer T3 is reloaded with the

contents of T2 or T4 triggered either by an external signal or by a selectable state

transition of its toggle latch T3OTL. When both T2 and T4 are configured to alternate-

ly reload T3 on opposite state transitions of T3OTL with the low and high times of a

PWM signal, this signal can be constantly generated without software intervention.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

19/53

General Purpose Timer (GPT) Unit (Cont’d)

With its maximum resolution of 200 ns (@ 20 MHz), the GPT2 module provides pre-

cise event control and time measurement. It includes two timers (T5, T6) and a cap-

ture/reload register (CAPREL). Both timers can be clocked with an input clock which

is derived from the CPU clock via a programmable prescaler or with external signals.

The count direction (up/down) for each timer is programmable by software or may ad-

ditionally be altered dynamically by an external signal on a port pin (TxEUD). Con-

catenation of the timers is supported via the output toggle latch (T6OTL) of timer T6,

which changes its state on each timer overflow/underflow.

The state of this latch may be used to clock timer T5, or it may be output on a port pin

(T6OUT). The overflows/underflows of timer T6 can additionally be used to clock the

CAPCOM timers T0 or T1, and to cause a reload from the CAPREL register. The

CAPREL register may capture the contents of timer T5 based on an external signal

transition on the corresponding port pin (CAPIN), and timer T5 may optionally be

cleared after the capture procedure. This allows absolute time differences to be

measured or pulse multiplication to be performed without software overhead.

Figure 6. Block Diagram of GPT1

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

20/53

ST10R165

General Purpose Timer (GPT) Unit (Cont’d)

Figure 7. Block Diagram of GPT2

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

21/53

8 PARALLEL PORTS

The ST10R165 provides up to 77 I/O lines which are organized into six input/output

ports and one input port. All port lines are bit-addressable, and all input/output lines

are individually (bit-wise) programmable as inputs or outputs via direction registers.

The I/O ports are true bidirectional ports which are switched to high impedance state

when configured as inputs. The output drivers of three I/O ports can be configured

(pin by pin) for push/pull operation or open-drain operation via control registers. Dur-

ing the internal reset, all port pins are configured as inputs.

All port lines have programmable alternate input or output functions associated with

them. PORT0 and PORT1 may be used as address and data lines when accessing

external memory, while Port 4 outputs the additional segment address bits A23/19/

17...A16 in systems where segmentation is enabled to access more than 64KBytes of

memory. Port 6 provides optional bus arbitration signals (BREQ, HLDA, HOLD) and

chip select signals. Port 3 includes alternate functions of timers, serial interfaces, the

optional bus control signal BHE and the system clock output (CLKOUT). Port 5 is

used for timer control signals. All port lines that are not used for these alternate func-

tions may be used as general purpose I/O lines.

9 SERIAL CHANNELS

Serial communication with other microcontrollers, processors, terminals or external

peripheral components is provided by two serial interfaces with different functionality,

an Asynchronous/Synchronous Serial Channel (ASC0) and a High-Speed Synchro-

nous Serial Channel (SSC).

They support full-duplex asynchronous communication up to 625 KBaud and half-du-

plex synchronous communication up to 5 Mbaud (2.5 Mbaud on the ASC0) @ 20

MHz system clock.

Two dedicated baud rate generators allow to set up all standard baud rates without

oscillator tuning. For transmission, reception, and erroneous reception 3 separate in-

terrupt vectors are provided for each serial channel.

In asynchronous mode, 8- or 9-bit data frames are transmitted or received, preceded

by a start bit and terminated by one or two stop bits. For multiprocessor communica-

tion, a mechanism to distinguish address from data bytes has been included (8-bit

data + wake up bit mode).

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

22/53

ST10R165

Serial Channels (Cont’d)

In synchronous mode, the ASC0 transmits or receives bytes (8 bits) synchronously to

a shift clock which is generated by the ASC0. The SSC transmits or receives charac-

ters of 2...16 bits length synchronously to a shift clock which can be generated by the

SSC (master mode) or by an external master (slave mode). The SSC can start shift-

ing with the LSB or with the MSB, while the ASC0 always shifts the LSB first.

A loop back option is available for testing purposes.

A number of optional hardware error detection capabilities has been included to in-

crease the reliability of data transfers. A parity bit can automatically be generated on

transmission or be checked on reception. Framing error detection allows to recognize

data frames with missing stop bits. An overrun error will be generated, if the last char-

acter received has not been read out of the receive buffer register at the time the re-

ception of a new character is complete.

10 WATCHDOG TIMER

The Watchdog Timer represents one of the fail-safe mechanisms which have been

implemented to prevent the controller from malfunctioning for longer periods of time.

The Watchdog Timer is always enabled after a reset of the chip, and can only be dis-

abled in the time interval until the EINIT (end of initialization) instruction has been ex-

ecuted. Thus, the chip’s start-up procedure is always monitored. The software has to

be designed to service the Watchdog Timer before it overflows. If, due to hardware or

software related failures, the software fails to do so, the Watchdog Timer overflows

and generates an internal hardware reset and pulls the RSTOUT pin low in order to

allow external hardware components to be reset.

The Watchdog Timer is a 16-bit timer, clocked with the system clock divided either by

2 or by 128. The high byte of the Watchdog Timer register can be set to a pre-speci-

fied reload value (stored in WDTREL) in order to allow further variation of the moni-

tored time interval. Each time it is serviced by the application software, the high byte

of the Watchdog Timer is reloaded. Thus, time intervals between 25

µ

s and 420 ms

can be monitored (@ 20 MHz). The default Watchdog Timer interval after reset is

6.55 ms (@ 20 MHz).

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

23/53

11 INSTRUCTION SET SUMMARY

The table below lists the instructions of the ST10R165 in a condensed way.

The various addressing modes that can be used with a specific instruction, the oper-

ation of the instructions, parameters for conditional execution of instructions, and the

opcodes for each instruction can be found in the “ST10 Programming Manual”.

This document also provides a detailed description of each instruction.

Mnemonic

Description

Bytes

ADD(B)

Add word (byte) operands

2 / 4

ADDC(B)

Add word (byte) operands with Carry

2 / 4

SUB(B)

Subtract word (byte) operands

2 / 4

SUBC(B)

Subtract word (byte) operands with Carry

2 / 4

MUL(U)

(Un)Signed multiply direct GPR by direct GPR (16-16-bit)

2

DIV(U)

(Un)Signed divide register MDL by direct GPR (16-/16-bit)

2

DIVL(U)

(Un)Signed long divide reg. MD by direct GPR (32-/16-bit)

2

CPL(B)

Complement direct word (byte) GPR

2

NEG(B)

Negate direct word (byte) GPR

2

AND(B)

Bitwise AND, (word/byte operands)

2 / 4

OR(B)

Bitwise OR, (word/byte operands)

2 / 4

XOR(B)

Bitwise XOR, (word/byte operands)

2 / 4

BCLR

Clear direct bit

2

BSET

Set direct bit

2

BMOV(N)

Move (negated) direct bit to direct bit

4

BAND, BOR, BXOR

AND/OR/XOR direct bit with direct bit

4

BCMP

Compare direct bit to direct bit

4

BFLDH/L

Bitwise modify masked high/low byte of bit-addressable
direct word memory with immediate data

4

CMP(B)

Compare word (byte) operands

2 / 4

CMPD1/2

Compare word data to GPR and decrement GPR by 1/2

2 / 4

CMPI1/2

Compare word data to GPR and increment GPR by 1/2

2 / 4

PRIOR

Determine number of shift cycles to normalize direct
word GPR and store result in direct word GPR

2

SHL / SHR

Shift left/right direct word GPR

2

ROL / ROR

Rotate left/right direct word GPR

2

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

24/53

ST10R165

ASHR

Arithmetic (sign bit) shift right direct word GPR

2

MOV(B)

Move word (byte) data

2 / 4

MOVBS

Move byte operand to word operand with sign extension

2 / 4

MOVBZ

Move byte operand to word operand. with zero extension

2 / 4

JMPA, JMPI, JMPR

Jump absolute/indirect/relative if condition is met

4

JMPS

Jump absolute to a code segment

4

J(N)B

Jump relative if direct bit is (not) set

4

JBC

Jump relative and clear bit if direct bit is set

4

JNBS

Jump relative and set bit if direct bit is not set

4

CALLA, CALLI, CALLR

Call absolute/indirect/relative subroutine if condition is met

4

CALLS

Call absolute subroutine in any code segment

4

PCALL

Push direct word register onto system stack and call
absolute subroutine

4

TRAP

Call interrupt service routine via immediate trap number

2

PUSH, POP

Push/pop direct word register onto/from system stack

2

SCXT

Push direct word register onto system stack and update
register with word operand

4

RET

Return from intra-segment subroutine

2

RETS

Return from inter-segment subroutine

2

RETP

Return from intra-segment subroutine and pop direct
word register from system stack

2

RETI

Return from interrupt service subroutine

2

SRST

Software Reset

4

IDLE

Enter Idle Mode

4

PWRDN

Enter Power Down Mode
(supposes NMI-pin being low)

4

SRVWDT

Service Watchdog Timer

4

DISWDT

Disable Watchdog Timer

4

EINIT

Signify End-of-Initialization on RSTOUT-pin

4

ATOMIC

Begin ATOMIC sequence

2

EXTR

Begin EXTended Register sequence

2

EXTP(R)

Begin EXTended Page (and Register) sequence

2 / 4

EXTS(R)

Begin EXTended Segment (and Register) sequence

2 / 4

NOP

Null operation

2

Mnemonic

Description

Bytes

Instruction Set (Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

25/53

12 SPECIAL FUNCTION REGISTER OVERVIEW

The following table lists all SFRs which are implemented in the ST10R165 in alpha-

betical order.

Bit-addressable SFRs are marked with the letter “b” in column “Name”. SFRs within

the Extended SFR-Space (ESFRs) are marked with the letter “E” in column “Physi-

cal Address”.

An SFR can be specified via its individual mnemonic name. Depending on the select-

ed addressing mode, an SFR can be accessed via its physical address (using the

Data Page Pointers), or via its short 8-bit address (without using the Data Page Point-

ers).

Name

Physical

Address

8-Bit

Address

Description

Reset

Value

ADDRSEL1

FE18h

0Ch

Address Select Register 1

0000h

ADDRSEL2

FE1Ah

0Dh

Address Select Register 2

0000h

ADDRSEL3

FE1Ch

0Eh

Address Select Register 3

0000h

ADDRSEL4

FE1Eh

0Fh

Address Select Register 4

0000h

BUSCON0b

FF0Ch

86h

Bus Configuration Register 0

0XX0h

BUSCON1b

FF14h

8Ah

Bus Configuration Register 1

0000h

BUSCON2b

FF16h

8Bh

Bus Configuration Register 2

0000h

BUSCON3b

FF18h

8Ch

Bus Configuration Register 3

0000h

BUSCON4b

FF1Ah

8Dh

Bus Configuration Register 4

0000h

CAPREL

FE4Ah

25h

GPT2 Capture/Reload Register

0000h

CC8IC

b

FF88h

C4h

EX0IN Interrupt Control Register

0000h

CC9IC

b

FF8Ah

C5h

EX1IN Interrupt Control Register

0000h

CC10IC

b

FF8Ch

C6h

EX2IN Interrupt Control Register

0000h

CC11IC

b

FF8Eh

C7h

EX3IN Interrupt Control Register

0000h

CC12IC

b

FF90h

C8h

EX4IN Interrupt Control Register

0000h

CC13IC

b

FF92h

C9h

EX5IN Interrupt Control Register

0000h

CC14IC

b

FF94h

CAh

EX6IN Interrupt Control Register

0000h

CC15IC

b

FF96h

CBh

EX7IN Interrupt Control Register

0000h

CC29IC

b

F184h

E

C2h

Software Node Interrupt Control Register

0000h

CC30IC

b

F18Ch

E

C6h

Software Node Interrupt Control Register

0000h

CC31IC

b

F194h

E

CAh

Software Node Interrupt Control Register

0000h

CP

FE10h

08h

CPU Context Pointer Register

FC00h

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

26/53

ST10R165

CRIC

b

FF6Ah

B5h

GPT2 CAPREL Interrupt Control Register

0000h

CSP

FE08h

04h

CPU Code Segment Pointer Register (read only)

0000h

DP0L

b

F100h

E

80h

P0L Direction Control Register

00h

DP0H

b

F102h

E

81h

P0h Direction Control Register

00h

DP1L

b

F104h

E

82h

P1L Direction Control Register

00h

DP1H

b

F106h

E

83h

P1h Direction Control Register

00h

DP2

b

FFC2h

E1h

Port 2 Direction Control Register

0000h

DP3

b

FFC6h

E3h

Port 3 Direction Control Register

0000h

DP4

b

FFCAh

E5h

Port 4 Direction Control Register

00h

DP6

b

FFCEh

E7h

Port 6 Direction Control Register

00h

DPP0

FE00h

00h

CPU Data Page Pointer 0 Register (10 bits)

0000h

DPP1

FE02h

01h

CPU Data Page Pointer 1 Register (10 bits)

0001h

DPP2

FE04h

02h

CPU Data Page Pointer 2 Register (10 bits)

0002h

DPP3

FE06h

03h

CPU Data Page Pointer 3 Register (10 bits)

0003h

EXICON

b

F1C0h

E

E0h

External Interrupt Control Register

0000h

MDC

b

FF0Eh

87h

CPU Multiply Divide Control Register

0000h

MDH

FE0Ch

06h

CPU Multiply Divide Register – High Word

0000h

MDL

FE0Eh

07h

CPU Multiply Divide Register – Low Word

0000h

ODP2

b

F1C2h

E

E1h

Port 2 Open Drain Control Register

0000h

ODP3

b

F1C6h

E

E3h

Port 3 Open Drain Control Register

0000h

ODP6

b

F1CEh

E

E7h

Port 6 Open Drain Control Register

00h

ONES

FF1Eh

8Fh

Constant Value 1’s Register (read only)

FFFFh

P0L

b

FF00h

80h

Port 0 Low Register (Lower half of PORT0)

00h

P0H

b

FF02h

81h

Port 0 High Register (Upper half of PORT0)

00h

P1L

b

FF04h

82h

Port 1 Low Register (Lower half of PORT1)

00h

P1H

b

FF06h

83h

Port 1 High Register (Upper half of PORT1)

00h

P2

b

FFC0h

E0h

Port 2 Register

0000h

P3

b

FFC4h

E2h

Port 3 Register

0000h

P4

b

FFC8h

E4h

Port 4 Register (8 bits)

00h

P5

b

FFA2h

D1h

Port 5 Register (read only)

XXXXh

P6

b

FFCCh

E6h

Port 6 Register (8 bits)

00h

PECC0

FEC0h

60h

PEC Channel 0 Control Register

0000h

Name

Physical

Address

8-Bit

Address

Description

Reset

Value

Special Function Register Overview

(Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

27/53

PECC1

FEC2h

61h

PEC Channel 1 Control Register

0000h

PECC2

FEC4h

62h

PEC Channel 2 Control Register

0000h

PECC3

FEC6h

63h

PEC Channel 3 Control Register

0000h

PECC4

FEC8h

64h

PEC Channel 4 Control Register

0000h

PECC5

FECAh

65h

PEC Channel 5 Control Register

0000h

PECC6

FECCh

66h

PEC Channel 6 Control Register

0000h

PECC7

FECEh

67h

PEC Channel 7 Control Register

0000h

PSW

b

FF10h

88h

CPU Program Status Word

0000h

RP0H

b

F108h

E

84h

System Start-up Configuration Register (Rd. only)

XXh

S0BG

FEB4h

5Ah

Serial Channel 0 Baud Rate Generator Reload Reg-
ister

0000h

S0CON

b

FFB0h

D8h

Serial Channel 0 Control Register

0000h

S0EIC

b

FF70h

B8h

Serial Channel 0 Error Interrupt Control Register

0000h

S0RBUF

FEB2h

59h

Serial Channel 0 Receive Buffer Register
(read only)

XXh

S0RIC

b

FF6Eh

B7h

Serial Channel 0 Receive Interrupt Control Register

0000h

S0TBIC

b

F19Ch

E

CEh

Serial Channel 0 Transmit Buffer Interrupt Control
Register

0000h

S0TBUF

FEB0h

58h

Serial Channel 0 Transmit Buffer Register
(write only)

00h

S0TIC

b

FF6Ch

B6h

Serial Channel 0 Transmit Interrupt Control Register

0000h

SP

FE12h

09h

CPU System Stack Pointer Register

FC00h

SSCBR

F0B4h

E

5Ah

SSC Baudrate Register

0000h

SSCCON b

FFB2h

D9h

SSC Control Register

0000h

SSCEIC

b

FF76h

BBh

SSC Error Interrupt Control Register

0000h

SSCRB

F0B2h

E

59h

SSC Receive Buffer (read only)

XXXXh

SSCRIC

b

FF74h

BAh

SSC Receive Interrupt Control Register

0000h

SSCTB

F0B0h

E

58h

SSC Transmit Buffer (write only)

0000h

SSCTIC

b

FF72h

B9h

SSC Transmit Interrupt Control Register

0000h

STKOV

FE14h

0Ah

CPU Stack Overflow Pointer Register

FA00h

STKUN

FE16h

0Bh

CPU Stack Underflow Pointer Register

FC00h

SYSCON b

FF12h

89h

CPU System Configuration Register

0xx0h*)

T2

FE40h

20h

GPT1 Timer 2 Register

0000h

T2CON

b

FF40h

A0h

GPT1 Timer 2 Control Register

0000h

Name

Physical

Address

8-Bit

Address

Description

Reset

Value

Special Function Register Overview

(Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

28/53

ST10R165

*) The system configuration is selected during reset.

Note: The Interrupt Control Registers XPnIC are prepared to control interrupt requests from

integrated X-Bus peripherals. Nodes, where no X-Peripherals are connected, may be
used to generate software controlled interrupt requests by setting the respective XPnIR
bit.

T2IC

b

FF60h

B0h

GPT1 Timer 2 Interrupt Control Register

0000h

T3

FE42h

21h

GPT1 Timer 3 Register

0000h

T3CON

b

FF42h

A1h

GPT1 Timer 3 Control Register

0000h

T3IC

b

FF62h

B1h

GPT1 Timer 3 Interrupt Control Register

0000h

T4

FE44h

22h

GPT1 Timer 4 Register

0000h

T4CON

b

FF44h

A2h

GPT1 Timer 4 Control Register

0000h

T4IC

b

FF64h

B2h

GPT1 Timer 4 Interrupt Control Register

0000h

T5

FE46h

23h

GPT2 Timer 5 Register

0000h

T5CON

b

FF46h

A3h

GPT2 Timer 5 Control Register

0000h

T5IC

b

FF66h

B3h

GPT2 Timer 5 Interrupt Control Register

0000h

T6

FE48h

24h

GPT2 Timer 6 Register

0000h

T6CON

b

FF48h

A4h

GPT2 Timer 6 Control Register

0000h

T6IC

b

FF68h

B4h

GPT2 Timer 6 Interrupt Control Register

0000h

TFR

b

FFACh

D6h

Trap Flag Register

0000h

WDT

FEAEh

57h

Watchdog Timer Register (read only)

0000h

WDTCON

FFAEh

D7h

Watchdog Timer Control Register

0000h

XP0IC

b

F186h

E

C3h

X-Peripheral 0 Interrupt Control Register

0000h

XP1IC

b

F18Eh

E

C7h

X-Peripheral 1 Interrupt Control Register

0000h

XP2IC

b

F196h

E

CBh

X-Peripheral 2 Interrupt Control Register

0000h

XP3IC

b

F19Eh

E

CFh

X-Peripheral 3 Interrupt Control Register

0000h

ZEROS

b

FF1Ch

8Eh

Constant Value 0’s Register (read only)

0000h

Name

Physical

Address

8-Bit

Address

Description

Reset

Value

Special Function Register Overview

(Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

29/53

13 ELECTRICAL CHARACTERISTICS

13.1 Absolute Maximum Ratings

– Ambient temperature under bias (

T

A

): 0 to +70

°

C

– Storage temperature (

T

ST

):– 65 to +150

°

C

– Voltage on

V

DD

pins with respect to ground (

V

SS

): 0.5 to +6.5 V

– Voltage on any pin with respect to ground (

V

SS

): –0.5 to

V

DD

+0.5 V

– Input current on any pin during overload condition: –10 to +10 mA

– Absolute sum of all input currents during overload condition:|100 mA|

– Power dissipation:1.5 W

Note: Stresses above those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent

damage to the device. This is a stress rating only and functional operation of the device at
these or any other conditions above those indicated in the operational sections of this
specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended
periods may affect device reliability. During overload conditions (

V

IN

>

V

DD

or

V

IN

<

V

SS

) the

voltage on pins with respect to ground (

V

SS

) must not exceed the values defined by the

Absolute Maximum Ratings.

13.2 Parameter Interpretation

The parameters listed in the following partly represent the characteristics of the

ST10R165 and partly its demands on the system. To aid in interpreting the parame-

ters right, when evaluating them for a design, they are marked in column “Symbol”:

CC (Controller Characteristics):

The logic of the ST10R165 will provide signals with the respective timing characteris-

tics.

SR (System Requirement):

The external system must provide signals with the respective timing characteristics to

the ST10R165.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

30/53

ST10R165

13.3 DC Characteristics

V

DD

= 5 V

±

10%;

V

SS

= 0 V; f

CPU

= 20 MHz; Reset active.

T

A

= 0 to +70

°

C

Parameter

Symbol

Limit Values

Unit

Test Condition

min.

max.

Input low voltage

V

IL

SR

– 0.5

0.2

V

DD

– 0.1

V

Input high voltage
(all except RSTIN and XTAL1)

V

IH

SR

0.2

V

DD

+ 0.9

V

DD

+ 0.5

V

Input high voltage RSTIN

V

IH1

SR

0.6

V

DD

V

DD

+ 0.5

V

Input high voltage XTAL1

V

IH2

SR

0.7

V

DD

V

DD

+ 0.5

V

Output low voltage
(PORT0, PORT1, Port 4, ALE, RD,
WR, BHE, CLKOUT, RSTOUT)

V

OL

CC

0.45

V

I

OL

= 2.4 mA

Output low voltage
(all other outputs)

V

OL1

CC

0.45

V

I

OL1

= 1.6 mA

Output high voltage
(PORT0, PORT1, Port 4, ALE, RD,
WR, BHE, CLKOUT, RSTOUT)

V

OH

CC

0.9

V

DD

2.4

V

I

OH

= – 500

µ

A

I

OH

= – 2.4 mA

Output high voltage

1)

(all other outputs)

V

OH1

CC

0.9

V

DD

2.4

V
V

I

OH

= – 250

µ

A

I

OH

= – 1.6 mA

Input leakage current

(Port 5)

I

OZ1

CC

±

200

nA

0 V <

V

IN

<

V

DD

Input leakage current (all other)

I

OZ2

CC

±

500

nA

0 V <

V

IN

<

V

DD

RSTIN pull-up resistor

R

RST

CC

50

150

k

Read/Write inactive current

4)

I

RWH

2)

-40

µ

A

V

OUT

= 2.4 V

Read/Write active current

4)

I

RWL

3)

-500

µ

A

V

OUT

=

V

OLmax

ALE inactive current

4)

I

ALEL

2)

40

µ

A

V

OUT

=

V

OLmax

ALE active current

4)

I

ALEH

3)

500

µ

A

V

OUT

= 2.4 V

Port 6 inactive current

4)

I

P6H

2)

-40

µ

A

V

OUT

= 2.4 V

Port 6 active current

4)

I

P6L

3)

-500

µ

A

V

OUT

=

V

OL1max

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

31/53

Notes:

1)

This specification is not valid for outputs which are switched to open drain mode. In this case

the respective output will float and the voltage results from the external circuitry.

2)

The maximum current may be drawn while the respective signal line remains inactive.

3)

The minimum current must be drawn in order to drive the respective signal line active.

4)

This specification is only valid during Reset, or during Hold- or Adapt-mode. Port 6 pins are
only affected, if they are used for CS output and the open drain function is not enabled.

5)

Not 100% tested, guaranteed by design characterization.

6)

The supply current is a function of the operating frequency. This dependency is illustrated in
the figure below.
These parameters are tested at V

DDmax

and 20 MHz CPU clock with all outputs discon-

nected and all inputs at V

IL

or V

IH

.

7)

This parameter is tested including leakage currents. All inputs (including pins configured as
inputs) at 0 V to 0.1 V or at V

DD

– 0.1 V to V

DD

, V

REF

= 0 V, all outputs (including pins config-

ured as outputs) disconnected.

PORT0 configuration current

4)

I

P0H

2)

-10

µ

A

V

IN

=

V

IHmin

I

P0L

3)

-100

µ

A

V

IN

=

V

ILmax

XTAL1 input current

I

IL

CC

±

20

µ

A

0 V <

V

IN

<

V

DD

Pin capacitance

5)

(digital inputs/outputs)

C

IO

CC

10

pF

f

= 1 MHz

T

A

= 25

°

C

Power supply current

I

CC

10 +
4 * f

CPU

mA

RSTIN =

V

IL2

f

CPU

in [MHz]

6)

Idle mode supply current

I

ID

2 +
1.2 * f

CPU

mA

RSTIN =

V

IH1

f

CPU

in [MHz]

6)

Power-down mode supply current

I

PD

100

µ

A

V

DD

= 5.5 V

7)

Parameter

Symbol

Limit Values

Unit

Test Condition

min.

max.

DC Characteristics (Cont’d)

V

DD

= 5 V

±

10%;

V

SS

= 0 V; f

CPU

= 20 MHz; Reset active.

T

A

= 0 to +70

°

C

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

32/53

ST10R165

DC Characteristics (Cont’d)

Figure 8. Supply/Idle Current as a Function of Operating Frequency

I

[mA]

f

CPU

[MHz]

5

10

15

20

150

100

50

10

I

CCmax

I

IDmax

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

33/53

13.4 Testing Waveforms

Figure 9. Input Output Waveforms

Figure 10. Float Waveforms

AC inputs during testing are driven at 2.4 V for a log-

For timing purposes a port pin is no longer floating

when a 100 mV change from load

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

34/53

ST10R165

13.5 AC Characteristics

External Clock Drive XTAL1

V

DD

= 5 V

±

10%;

V

SS

= 0 V

T

A

= 0 to +70

°

C

Figure 11. External Clock Drive XTAL1

13.5.1 Memory Cycle Variables

The timing tables below use three variables which are derived from the BUSCONx

registers and represent the special characteristics of the programmed memory cycle.

The following table describes, how these variables are to be computed.

Parameter

Symbol

Max. CPU Clock

= 20 MHz

Variable CPU Clock

1/2TCL = 1 to 20 MHz

Unit

min.

max.

min.

max.

Oscillator period

TCL SR

25

25

25

500

ns

High time

t

1

SR

6

6

ns

Low time

t

2

SR

6

6

ns

Rise time

t

3

SR

5

5

ns

Fall time

t

4

SR

5

5

ns

Description

Symbol

Values

ALE Extension

t

A

TCL * <ALECTL>

Memory Cycle Time Waitstates

t

C

2TCL * (15 - <MCTC>)

Memory Tristate Time

t

F

2TCL * (1 - <MTTC>)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

35/53

13.5.2 Multiplexed Bus

V

DD

= 5 V

±

10%;

V

SS

= 0 V

T

A

= 0 to +70

°

C

C

L

(for PORT0, PORT1, Port 4, ALE, RD, WR, BHE, CLKOUT) = 100 pF

C

L

(for Port 6, CS) = 100 pF

ALE cycle time = 6 TCL + 2

t

A

+

t

C

+

t

F

(150 ns at 20-MHz CPU clock without waitstates)

Parameter

Symbol

Max. CPU Clock

= 20 MHz

Variable CPU Clock

1/2TCL = 1 to 20 MHz

Unit

min.

max.

min.

max.

ALE high time

t

5

CC

15 +

t

A

TCL - 10 +

t

A

ns

Address setup to ALE

t

6

CC

10 +

t

A

TCL - 15 +

t

A

ns

Address hold after ALE

t

7

CC

15 +

t

A

TCL - 10 +

t

A

ns

ALE falling edge to RD,
WR (with RW-delay)

t

8

CC

15 +

t

A

TCL - 10 +

t

A

ns

ALE falling edge to RD,
WR (no RW-delay)

t

9

CC

-10 +

t

A

-10 +

t

A

ns

Address float after RD,
WR (with RW-delay)

t

10

CC

5

5

ns

Address float after RD,
WR (no RW-delay)

t

11

CC

30

TCL + 5

ns

RD, WR low time
(with RW-delay)

t

12

CC

40 +

t

C

2TCL - 10 +

t

C

ns

RD, WR low time

(no RW-delay)

t

13

CC

65 +

t

C

3TCL - 10 +

t

C

ns

RD to valid data in

(with RW-delay)

t

14

SR

30 +

t

C

2TCL - 20 +

t

C

ns

RD to valid data in

(no RW-delay)

t

15

SR

55 +

t

C

3TCL - 20 +

t

C

ns

ALE low to valid data in

t

16

SR

55
+

t

A

+

t

C

3TCL - 20
+

t

A

+

t

C

ns

Address to valid data in

t

17

SR

70
+ 2

t

A

+

t

C

4TCL - 30
+ 2

t

A

+

t

C

ns

Data hold after RD
rising edge

t

18

SR

0

0

ns

Data float after RD

t

19

SR

35 +

t

F

2TCL - 15
+

t

F

ns

Data valid to WR

t

22

SR

35 +

t

C

2TCL - 15 +

t

C

ns

Data hold after WR

t

23

CC

35 +

t

F

2TCL - 15 +

t

F

ns

ALE rising edge after RD,
WR

t

25

CC

35 +

t

F

2TCL - 15 +

t

F

ns

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

36/53

ST10R165

Address hold after RD,
WR

t

27

CC

35 +

t

F

2TCL - 15 +

t

F

ns

ALE falling edge to CS

t

38

CC

-5 -

t

A

10 -

t

A

-5 -

t

A

10 -

t

A

ns

CS low to Valid Data In

t

39

SR

55 +

t

C

+

2

t

A

3TCL - 20
+

t

C

+ 2

t

A

ns

CS hold after RD, WR

t

40

CC

60 +

t

F

3TCL - 15 +

t

F

ns

ALE fall. edge to RdCS,
WrCS (with RW delay)

t

42

CC

20 +

t

A

TCL - 5 +

t

A

ns

ALE fall. edge to RdCS,
WrCS (no RW delay)

t

43

CC

-5 +

t

A

-5 +

t

A

ns

Address float after RdCS,
WrCS (with RW delay)

t

44

CC

0

0

ns

Address float after RdCS,
WrCS (no RW delay)

t

45

CC

25

TCL

ns

RdCS to Valid Data In
(with RW delay)

t

46

SR

25 +

t

C

2TCL - 25
+

t

C

ns

RdCS to Valid Data In
(no RW delay)

t

47

SR

50 +

t

C

3TCL - 25
+

t

C

ns

RdCS, WrCS Low Time
(with RW delay)

t

48

CC

40 +

t

C

2TCL - 10 +

t

C

ns

RdCS, WrCS Low Time
(no RW delay)

t

49

CC

65 +

t

C

3TCL - 10 +

t

C

ns

Data valid to WrCS

t

50

CC

35 +

t

C

2TCL - 15 +

t

C

ns

Data hold after RdCS

t

51

SR

0

0

ns

Data float after RdCS

t

52

SR

30 +

t

F

2TCL - 20
+

t

F

ns

Address hold after
RdCS, WrCS

t

54

CC

30 +

t

F

2TCL - 20 +

t

F

ns

Data hold after WrCS

t

56

CC

30 +

t

F

2TCL - 20 +

t

F

ns

Parameter

Symbol

Max. CPU Clock

= 20 MHz

Variable CPU Clock

1/2TCL = 1 to 20 MHz

Unit

min.

max.

min.

max.

Multiplexed Bus (Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

37/53

Figure 12. External Memory Cycle: Multiplexed Bus, With Read/Write Delay, Normal ALE

Data In

Data Out

Address

Address

t

38

t

44

t

10

Address

ALE

CSx

A23-A16

(A15-A8)

BHE

BUS

Read Cycle

RD

RdCSx

BUS

Write Cycle

WR,

WRL, WRH

WrCSx

t

5

t

16

t

17

t

6

t

7

t

39

t

40

t

25

t

27

t

18

t

19

t

14

t

46

t

12

t

48

t

10

t

22

t

23

t

44

t

12

t

48

t

8

t

42

t

42

t

8

t

50

t

51

t

54

t

52

t

56

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

38/53

ST10R165

Figure 13. External Memory Cycle: Multiplexed Bus, With Read/Write Delay, Extended

ALE

Data Out

Address

Data In

Address

t

38

t

44

t

10

Address

ALE

CSx

A23-A16

(A15-A8)

BHE

BUS

Read Cycle

RD

RdCSx

BUS

Write Cycle

WR,

WRL, WRH

WrCSx

t

5

t

16

t

17

t

6

t

7

t

39

t

40

t

25

t

27

t

18

t

19

t

14

t

46

t

12

t

48

t

10

t

22

t

23

t

44

t

12

t

48

t

8

t

42

t

42

t

8

t

50

t

51

t

54

t

52

t

56

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

39/53

Figure 14. External Memory Cycle: Multiplexed Bus, No Read/Write Delay, Normal ALE

Data Out

Address

Address

Data In

t

38

Address

ALE

CSx

A23-A16

(A15-A8)

BHE

BUS

Read Cycle

RD

RdCSx

BUS

Write Cycle

WR,

WRL, WRH

WrCSx

t

5

t

16

t

17

t

6

t

7

t

39

t

40

t

25

t

27

t

18

t

19

t

15

t

47

t

13

t

49

t

22

t

23

t

13

t

49

t

9

t

43

t

43

t

9

t

11

t

45

t

11

t

45

t

50

t

51

t

54

t

52

t

56

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

40/53

ST10R165

Figure 15. External Memory Cycle: Multiplexed Bus, No Read/Write Delay, Extended

ALE

Data Out

Address

Data In

Address

t

38

Address

ALE

CSx

A23-A16

(A15-A8)

BHE

BUS

Read Cycle

RD

RdCSx

BUS

Write Cycle

WR,

WRL, WRH

WrCSx

t

5

t

16

t

17

t

6

t

7

t

39

t

40

t

25

t

27

t

18

t

19

t

15

t

47

t

13

t

49

t

22

t

23

t

13

t

49

t

9

t

43

t

43

t

9

t

11

t

45

t

11

t

45

t

50

t

51

t

54

t

52

t

56

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

41/53

13.5.2.1 Demultiplexed Bus

V

DD

= 5 V

±

10%;

V

SS

= 0 V

T

A

= 0 to +70

°

C

C

L

(for PORT0, PORT1, Port 4, ALE, RD, WR, BHE, CLKOUT) = 100 pF

C

L

(for Port 6, CS) = 100 pF

ALE cycle time = 4 TCL + 2

t

A

+

t

C

+

t

F

(100 ns at 20 MHz CPU clock without waitstates)

Parameter

Symbol

Max. CPU Clock

= 20 MHz

Variable CPU Clock

1/2TCL = 1 to 20 MHz

Unit

min.

max.

min.

max.

ALE high time

t

5

CC

15 +

t

A

TCL - 10 +

t

A

ns

Address setup to ALE

t

6

CC

10 +

t

A

TCL - 15 +

t

A

ns

ALE falling edge to RD,
WR (with RW-delay)

t

8

CC

15 +

t

A

TCL - 10
+

t

A

ns

ALE falling edge to RD,
WR (no RW-delay)

t

9

CC

-10 +

t

A

-10
+

t

A

ns

RD, WR low time

(with RW-delay)

t

12

CC

40 +

t

C

2TCL - 10
+

t

C

ns

RD, WR low time

(no RW-delay)

t

13

CC

65 +

t

C

3TCL - 10
+

t

C

ns

RD to valid data in

(with RW-delay)

t

14

SR

30 +

t

C

2TCL - 20
+

t

C

ns

RD to valid data in

(no RW-delay)

t

15

SR

55 +

t

C

3TCL - 20
+

t

C

ns

ALE low to valid data in

t

16

SR

55
+

t

A

+

t

C

3TCL - 20
+

t

A

+

t

C

ns

Address to valid data in

t

17

SR

70
+ 2

t

A

+

t

C

4TCL - 30
+ 2

t

A

+

t

C

ns

Data hold after RD
rising edge

t

18

SR

0

0

ns

Data float after RD rising
edge (with RW-delay)

t

20

SR

35 +

t

F

2TCL - 15
+

t

F

ns

Data float after RD rising
edge (no RW-delay)

t

21

SR

15 +

t

F

TCL - 10
+

t

F

ns

Data valid to WR

t

22

CC

35 +

t

C

2TCL - 15
+

t

C

ns

Data hold after WR

t

24

CC

15 +

t

F

TCL - 10 +

t

F

ns

ALE rising edge after RD,
WR

t

26

CC

-10 +

t

F

-10
+

t

F

ns

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

42/53

ST10R165

Address hold after RD, WR

t

28

CC

0 +

t

F

0
+

t

F

ns

ALE falling edge to CS

t

38

CC

-5 -

t

A

10 -

t

A

-5 -

t

A

10 -

t

A

ns

CS low to Valid Data In

t

39

SR

55
+

t

C

+ 2

t

A

3TCL - 20
+

t

C

+ 2

t

A

ns

CS hold after RD, WR

t

41

CC

10 +

t

F

TCL - 15
+

t

F

ns

ALE falling edge to RdCS,
WrCS (with RW-delay)

t

42

CC

20 +

t

A

TCL - 5
+

t

A

ns

ALE falling edge to RdCS,
WrCS (no RW-delay)

t

43

CC

-5 +

t

A

-5
+

t

A

ns

RdCS to Valid Data In
(with RW-delay)

t

46

SR

25 +

t

C

2TCL - 25
+

t

C

ns

RdCS to Valid Data In
(no RW-delay)

t

47

SR

50 +

t

C

3TCL - 25
+

t

C

ns

RdCS, WrCS Low Time
(with RW-delay)

t

48

CC

40 +

t

C

2TCL - 10
+

t

C

ns

RdCS, WrCS Low Time
(no RW-delay)

t

49

CC

65 +

t

C

3TCL - 10
+

t

C

ns

Data valid to WrCS

t

50

CC

35 +

t

C

2TCL - 15
+

t

C

ns

Data hold after RdCS

t

51

SR

0

0

ns

Data float after RdCS
(with RW-delay)

t

53

SR

30 +

t

F

2TCL - 20
+

t

F

ns

Data float after RdCS
(no RW-delay)

t

68

SR

5 +

t

F

TCL - 20
+

t

F

ns

Address hold after
RdCS, WrCS

t

55

CC

-5 +

t

F

-5
+

t

F

ns

Data hold after WrCS

t

57

CC

10 +

t

F

TCL - 15
+

t

F

ns

Parameter

Symbol

Max. CPU Clock

= 20 MHz

Variable CPU Clock

1/2TCL = 1 to 20 MHz

Unit

min.

max.

min.

max.

Demultiplexed Bus (Cont’d)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

43/53

Figure 16. External Memory Cycle: Demultiplexed Bus, With Read/Write Delay, Normal

ALE

Data Out

Data In

t

38

Address

ALE

CSx

A23-A16

A15-A0

BHE

BUS

(D15-D8)

D7-D0

Read Cycle

RD

RdCSx

Write Cycle

WrCSx

t

5

t

16

t

17

t

6

t

39

t

41

t

26

t

28

t

18

t

20

t

14

t

46

t

12

t

48

t

22

t

24

t

12

t

48

t

8

t

42

t

42

t

8

t

50

t

51

t

55

t

53

t

57

BUS

(D15-D8)

D7-D0

WR,

WRL, WRH

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

44/53

ST10R165

Figure 17. External Memory Cycle: Demultiplexed Bus, With Read/Write Delay,

Extended ALE

Data Out

Data In

t

38

Address

ALE

CSx

A23-A16

A15-A0

BHE

Read Cycle

RD

RdCSx

Write Cycle

WrCSx

t

5

t

16

t

17

t

6

t

39

t

41

t

26

t

28

t

18

t

20

t

14

t

46

t

12

t

48

t

22

t

24

t

12

t

48

t

8

t

42

t

42

t

8

t

50

t

51

t

55

t

53

t

57

BUS

(D15-D8)

D7-D0

BUS

(D15-D8)

D7-D0

WR,

WRL, WRH

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

45/53

Figure 18. External Memory Cycle: Demultiplexed Bus, No Read/Write Delay, Normal

ALE

Data Out

Data In

t

38

Address

ALE

CSx

A23-A16

A15-A0

BHE

Read Cycle

RD

RdCSx

Write Cycle

WrCSx

t

5

t

16

t

17

t

6

t

39

t

41

t

26

t

28

t

18

t

21

t

15

t

47

t

13

t

49

t

22

t

24

t

13

t

49

t

9

t

43

t

43

t

9

t

50

t

51

t

55

t

68

t

57

BUS

(D15-D8)

D7-D0

BUS

(D15-D8)

D7-D0

WR,

WRL, WRH

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

46/53

ST10R165

Figure 19. External Memory Cycle: Demultiplexed Bus, No Read/Write Delay, Extended

ALE

Data Out

Data In

t

38

Address

ALE

CSx

A23-A16

A15-A0

BHE

Read Cycle

RD

RdCSx

Write Cycle

WR,

WRL, WRH

WrCSx

t

5

t

16

t

17

t

6

t

39

t

41

t

26

t

28

t

18

t

21

t

15

t

47

t

13

t

49

t

22

t

24

t

13

t

49

t

9

t

43

t

43

t

9

t

50

t

51

t

55

t

68

t

57

BUS

(D15-D8)

D7-D0

BUS

(D15-D8)

D7-D0

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

47/53

AC Characteristics (Cont’d)

CLKOUT and READY

V

DD

= 5 V

±

10%;

V

SS

= 0 V

T

A

= 0 to +70

°

C

C

L

(for PORT0, PORT1, Port 4, ALE, RD, WR, BHE, CLKOUT) = 100 pF

C

L

(for Port 6, CS) = 100 pF

Notes:

1)

These timings are given for test purposes only, in order to assure recognition at a
specific clock edge.

2)

Demultiplexed bus is the worst case. For multiplexed bus 2TCL are to be added to
the maximum values. This adds even more time for deactivating READY.
The 2t

A

refer to the next following bus cycle.

Parameter

Symbol

Max. CPU Clock

= 20 MHz

Variable CPU Clock

1/2TCL = 1 to 20 MHz

Unit

min.

max.

min.

max.

CLKOUT cycle time

t

29

CC

50

50

2TCL

2TCL

ns

CLKOUT high time

t

30

CC

20

TCL – 5

ns

CLKOUT low time

t

31

CC

15

TCL – 10

ns

CLKOUT rise time

t

32

CC

5

5

ns

CLKOUT fall time

t

33

CC

5

5

ns

CLKOUT rising edge to
ALE falling edge

t

34

CC

0 +

t

A

10 +

t

A

0 +

t

A

10 +

t

A

ns

Synchronous READY
setup time to CLKOUT

t

35

SR

10

10

ns

Synchronous READY
hold time after CLKOUT

t

36

SR

0

0

ns

Asynchronous READY
low time

t

37

SR

65

2TCL + 15

ns

Asynchronous READY
setup time

1)

t

58

SR

15

15

ns

Asynchronous READY
hold time

1)

t

59

SR

0

0

ns

Async. READY hold time
after RD, WR high (Demul-
tiplexed Bus)

2)

t

60

SR

0

0

+ 2

t

A

+

t

F

2)

0

TCL - 25

+ 2

t

A

+

t

F

2)

ns

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

48/53

ST10R165

Figure 20. CLKOUT and READY

Notes:

1)

Cycle as programmed, including MCTC waitstates (Example shows 0 MCTC WS).

2)

The leading edge of the respective command depends on RW-delay.

3)

READY sampled HIGH at this sampling point generates a READY controlled wait-
state, READY sampled LOW at this sampling point terminates the currently run-
ning bus cycle.

4)

READY may be deactivated in response to the trailing (rising) edge of the corre-
sponding command (RD or WR).

5)

If the Asynchronous READY signal does not fulfill the indicated setup and hold
times with respect to CLKOUT (e.g. because CLKOUT is not enabled), it must ful-
fill

t

37

in order to be safely synchronized. This is guaranteed, if READY is removed

in response to the command (see Note 4)).

6)

Multiplexed bus modes have a MUX waitstate added after a bus cycle, and an
additional MTTC waitstate may be inserted here.
For a multiplexed bus with MTTC waitstate this delay is 2 CLKOUT cycles, for a
demultiplexed bus without MTTC waitstate this delay is zero.

7)

The next external bus cycle may start here.

CLKOUT

ALE

t

30

t

34

Sync

READY

t

35

t

36

t

35

t

36

Async

READY

t

58

t

59

t

58

t

59

waitstate

READY

MUX/Tristate 6)

t

32

t

33

t

29

Running cycle 1)

t

31

t

37

3)

3)

5)

Command RD,

WR

t

60

4)

see 6)

2)

7)

3)

3)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

49/53

13.5.2.2 External Bus Arbitration

V

DD

= 5 V

±

10%;

V

SS

= 0 V

T

A

= 0 to +70

°

C

C

L

(for PORT0, PORT1, Port 4, ALE, RD, WR, BHE, CLKOUT) = 100 pF

C

L

(for Port 6, CS) = 100 pF

Parameter

Symbol

Max. CPU Clock

= 20 MHz

Variable CPU Clock

1/2TCL = 1 to 20 MHz

Unit

min.

max.

min.

max.

HOLD input setup time
to CLKOUT

t

61

SR

20

20

ns

CLKOUT to HLDA high
or BREQ low delay

t

62

CC

20

20

ns

CLKOUT to HLDA low
or BREQ high delay

t

63

CC

20

20

ns

CSx release

t

64

CC

20

20

ns

CSx drive

t

65

CC

-5

25

-5

25

ns

Other signals release

t

66

CC

20

20

ns

Other signals drive

t

67

CC

-5

25

-5

25

ns

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

50/53

ST10R165

Figure 21. External Bus Arbitration, Releasing the Bus

Notes:

1)

The ST10R165 will complete the currently running bus cycle before granting bus
access.

2)

This is the first possibility for BREQ to get active.

3)

The CS outputs will be resistive high (pullup) after

t

64

.

CLKOUT

HOLD

t

61

HLDA

t

63

Other

Signals

t

66

1)

CSx

(On P6.x)

t

64

1)

2)

BREQ

t

62

3)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

51/53

Figure 22. External Bus Arbitration, (Regaining the Bus)

Notes:

1)

This is the last chance for BREQ to trigger the indicated regain-sequence.
Even if BREQ is activated earlier, the regain-sequence is initiated by HOLD going
high.
Please note that HOLD may also be deactivated without the ST10R165 requesting
the bus.

2)

The next ST10R165 driven bus cycle may start here.

CLKOUT

HOLD

HLDA

Other

Signals

t

62

CSx

(On P6.x)

t

67

t

62

1)

2)

t

65

t

61

BREQ

t

63

t

62

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

52/53

ST10R165

14 PACKAGE MECHANICAL DATA

Figure 23. Package Outline PQFP100 (14 x 20 mm)

Figure 24. Package Outline TQFP100 (14 x 14 mm)

Dim

mm

inches

Min

Typ

Max

Min

Typ

Max

A

3.30

0.134

A2

2.55

2.80

3.05

0.100

0.110

0.120

D

22.9

23.2

22.45

0.904

0.913

0.923

D1

19.9

20.0

20.10

0.783

0.787

0.791

D3

18.8

0.742

E

16.9

17.2

17.45

0.667

0.677

0.687

E1

13.9

14.0

14.10

0.547

0.551

0.555

E3

12.3

0.486

e

0.65

0.026

Number of Pins

ND

30

NE

20

N

100

Dim

mm

inches

Min

Typ

Max

Min

Typ

Max

A

1.60

0.063

A2

1.35

1.40

1.45

0.053

0.055

0.057

D

15.7

16.0

16.25

0.620

0.630

0.640

D1

13.9

14.0

14.10

0.547

0.551

0.555

D3

12.0

0.472

E

15.7

16.0

16.25

0.620

0.630

0.640

E1

13.9

14.0

14.10

0.547

0.551

0.555

E3

12.0

0.472

e

0.50

0.020

Number of Pins

ND

25

NE

25

N

100

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_images/2579-html.html
background image

ST10R165

53/53

15 ORDERING INFORMATION

Information furnished is believed to be accurate and reliable. However, SGS-THOMSO N Microelectronics assumes no
responsibility for the consequences of use of such information nor for any infringement of patents or other rights of third parties
which may result from its use. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of SGS-
THOMSON Microelectronics. Specification mentioned in this publication are subject to change without notice. This publication
supersedes and replaces all information previously supplied.
SGS-THOMSON Microelectronics products are not authorized for use as critical components in life support devices or systems
without express written approval of SGS-THOM SON Microelectronics.

19

95 SGS-THOMSON Microelectronics -Printed in Italy - All Rights Reserved.

SGS-THOMSON Microelectronics GROUP OF COMPANI ES

Australia - Brazil - China - France - Germany - Hong Kong - Italy - Japan - Korea - Malaysia - Malta - Morocco - The Netherlands

- Singapore - Spain - Sweden - Switzerland - Taiwan - Thailand - United Kingdom - U.S.A.

Salestype

Temperature range

Package

ST10R165

BQ1

0

°

C to 70

°

C

PQFP100(14x 20)

ST10R165

BQ6

- 40

°

C to 85

°

C

PQFP100(14x 20)

ST10R165

BT1

0

°

C to 70

°

C

TQFP100(14x 14)

ST10R165

BT6

- 40

°

C to 85

°

C

TQFP100(14x 14)

Maker
SGS Thompson
Datasheet PDF Download