Datasheet
Table Of Contents
- RP2040 Datasheet
- Colophon
- Chapter 1. Introduction
- Chapter 2. System Description
- 2.1. Bus Fabric
- 2.2. Address Map
- 2.3. Processor subsystem
- 2.4. Cortex-M0+
- 2.4.1. Features
- 2.4.2. Functional Description
- 2.4.3. Programmer’s model
- 2.4.4. System control
- 2.4.5. NVIC
- 2.4.6. MPU
- 2.4.7. Debug
- 2.4.8. List of Registers
- 2.5. Memory
- 2.6. Boot Sequence
- 2.7. Bootrom
- 2.7.1. Bootrom Source
- 2.7.2. Processor Controlled Boot Sequence
- 2.7.3. Bootrom Contents
- 2.7.4. USB Mass Storage Interface
- 2.7.5. USB PICOBOOT Interface
- 2.8. Power Supplies
- 2.9. On-Chip Voltage Regulator
- 2.10. Power Control
- 2.11. Chip-Level Reset
- 2.12. Power-On State Machine
- 2.13. Subsystem Resets
- 2.14. Clocks
- 2.14.1. Overview
- 2.14.2. Clock sources
- 2.14.2.1. Ring Oscillator
- 2.14.2.1.1. Mitigating ROSC frequency variation due to process
- 2.14.2.1.2. Mitigating ROSC frequency variation due to voltage
- 2.14.2.1.3. Mitigating ROSC frequency variation due to temperature
- 2.14.2.1.4. Automatic mitigation of ROSC frequency variation due to PVT
- 2.14.2.1.5. Automatic overclocking using the ROSC
- 2.14.2.2. Crystal Oscillator
- 2.14.2.3. External Clocks
- 2.14.2.4. Relaxation Oscillators
- 2.14.2.5. PLLs
- 2.14.2.1. Ring Oscillator
- 2.14.3. Clock Generators
- 2.14.4. Frequency Counter
- 2.14.5. Resus
- 2.14.6. Programmer’s Model
- 2.14.7. List of registers
- 2.15. Crystal Oscillator (XOSC)
- 2.16. Ring Oscillator (ROSC)
- 2.17. PLL
- 2.18. GPIO
- 2.19. Sysinfo
- 2.20. Syscfg
- Chapter 3. PIO
- Chapter 4. Peripherals
- 4.1. USB
- 4.2. DMA
- 4.3. UART
- 4.4. I2C
- 4.4.1. Features
- 4.4.2. IP Configuration
- 4.4.3. I2C Overview
- 4.4.4. I2C Terminology
- 4.4.5. I2C Behaviour
- 4.4.6. I2C Protocols
- 4.4.7. Tx FIFO Management and START, STOP and RESTART Generation
- 4.4.8. Multiple Master Arbitration
- 4.4.9. Clock Synchronization
- 4.4.10. Operation Modes
- 4.4.11. Spike Suppression
- 4.4.12. Fast Mode Plus Operation
- 4.4.13. Bus Clear Feature
- 4.4.14. IC_CLK Frequency Configuration
- 4.4.15. DMA Controller Interface
- 4.4.16. List of Registers
- 4.5. SPI
- 4.5.1. Overview
- 4.5.2. Functional Description
- 4.5.3. Operation
- 4.5.3.1. Interface reset
- 4.5.3.2. Configuring the SSP
- 4.5.3.3. Enable PrimeCell SSP operation
- 4.5.3.4. Clock ratios
- 4.5.3.5. Programming the SSPCR0 Control Register
- 4.5.3.6. Programming the SSPCR1 Control Register
- 4.5.3.7. Frame format
- 4.5.3.8. Texas Instruments synchronous serial frame format
- 4.5.3.9. Motorola SPI frame format
- 4.5.3.10. Motorola SPI Format with SPO=0, SPH=0
- 4.5.3.11. Motorola SPI Format with SPO=0, SPH=1
- 4.5.3.12. Motorola SPI Format with SPO=1, SPH=0
- 4.5.3.13. Motorola SPI Format with SPO=1, SPH=1
- 4.5.3.14. National Semiconductor Microwire frame format
- 4.5.3.15. Examples of master and slave configurations
- 4.5.3.16. PrimeCell DMA interface
- 4.5.4. List of Registers
- 4.6. PWM
- 4.7. Timer
- 4.8. Watchdog
- 4.9. RTC
- 4.10. ADC and Temperature Sensor
- 4.11. SSI
- 4.11.1. Overview
- 4.11.2. Features
- 4.11.3. IP Modifications
- 4.11.4. Clock Ratios
- 4.11.5. Transmit and Receive FIFO Buffers
- 4.11.6. 32-Bit Frame Size Support
- 4.11.7. SSI Interrupts
- 4.11.8. Transfer Modes
- 4.11.9. Operation Modes
- 4.11.10. Partner Connection Interfaces
- 4.11.11. DMA Controller Interface
- 4.11.12. APB Interface
- 4.11.13. List of Registers
- Chapter 5. Electrical and Mechanical
- Appendix A: Register Field Types
- Appendix B: Errata
2.4.2.7. Single-cycle I/O port. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê80
2.4.2.8. Power Management Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê80
2.4.2.8.1. Power Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê81
2.4.2.8.2. Wait For Event and Send Event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê81
2.4.2.8.3. Wait For Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê82
2.4.2.8.4. Wakeup Interrupt Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê82
2.4.2.9. Reset Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê82
2.4.3. Programmer’s model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê83
2.4.3.1. About the programmer’s model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê83
2.4.3.2. Modes of operation and execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê83
2.4.3.3. Instruction set summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê83
2.4.3.4. Memory model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê86
2.4.3.5. Processor core registers summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê87
2.4.3.6. Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê87
2.4.3.6.1. Exception handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê87
2.4.4. System control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê88
2.4.4.1. System control register summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê88
2.4.4.1.1. CPUID Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê88
2.4.5. NVIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê89
2.4.5.1. About the NVIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê89
2.4.5.1.1. SysTick timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê89
2.4.5.1.2. Low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê89
2.4.5.2. NVIC register summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê89
2.4.6. MPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê90
2.4.6.1. About the MPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê90
2.4.6.2. MPU register summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê90
2.4.7. Debug. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê90
2.4.8. List of Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê91
2.5. Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê104
2.5.1. ROM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê105
2.5.2. SRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê105
2.5.2.1. Other On-chip Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê106
2.5.3. Flash. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê106
2.5.3.1. XIP Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê107
2.5.3.2. Cache Flushing and Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê108
2.5.3.3. SSI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê108
2.5.3.4. Flash Streaming and Auxiliary Bus Slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê109
2.5.3.5. Performance Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê109
2.5.3.6. List of XIP Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê110
2.6. Boot Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê113
2.7. Bootrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê113
2.7.1. Bootrom Source. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê114
2.7.2. Processor Controlled Boot Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê114
2.7.2.1. Watchdog Boot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê115
2.7.2.2. Flash Boot Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê115
2.7.2.3. Flash Second Stage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê116
2.7.2.3.1. Checksum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê116
2.7.3. Bootrom Contents. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê116
2.7.3.1. Bootrom Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê117
2.7.3.1.1. Fast Bit Counting / Manipulation Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê117
2.7.3.1.2. Fast Bulk Memory Fill / Copy Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê118
2.7.3.1.3. Flash Access Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê118
2.7.3.1.4. Debugging Support Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê119
2.7.3.1.5. Miscellaneous Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê120
2.7.3.2. Fast Floating Point Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê120
2.7.3.2.1. Implementation Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê120
2.7.3.2.2. Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê121
2.7.3.3. Bootrom Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê127
2.7.4. USB Mass Storage Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê127
2.7.4.1. The RPI-RP2 Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê128
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