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
2.7.4.2. UF2 Format Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê128
2.7.5. USB PICOBOOT Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê129
2.7.5.1. Identifying The Device. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê129
2.7.5.2. Identifying The Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê129
2.7.5.3. Identifying The Endpoints. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê130
2.7.5.4. PICOBOOT Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê130
2.7.5.4.1. EXCLUSIVE_ACCESS (0x01). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê130
2.7.5.4.2. REBOOT (0x02) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê131
2.7.5.4.3. FLASH_ERASE (0x03) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê131
2.7.5.4.4. READ (0x84). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê132
2.7.5.4.5. WRITE (0x05). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê132
2.7.5.4.6. EXIT_XIP (0x06) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê132
2.7.5.4.7. ENTER_XIP (0x07) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê132
2.7.5.4.8. EXEC (0x08). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê133
2.7.5.4.9. VECTORIZE_FLASH (0x09). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê133
2.7.5.5. Control Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê134
2.7.5.5.1. INTERFACE_RESET (0x41) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê134
2.7.5.5.2. GET_COMMAND_STATUS (0x42) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê134
2.8. Power Supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê135
2.8.1. Digital IO Supply (IOVDD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê135
2.8.2. Digital Core Supply (DVDD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê136
2.8.3. On-Chip Voltage Regulator Input Supply (VREG_IOVDD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê136
2.8.4. USB PHY Supply (USB_IOVDD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê136
2.8.5. ADC Supply (ADC_IOVDD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê136
2.8.6. Power Supply Sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê137
2.8.7. Power Supply Schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê137
2.8.7.1. Single 3.3V Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê137
2.8.7.2. External Core Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê138
2.8.7.3. 1.8V Digital IO with Functional USB and ADC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê138
2.8.7.4. Single 1.8V Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê139
2.9. On-Chip Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê139
2.9.1. Application Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê140
2.9.2. Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê140
2.9.2.1. Normal Operation Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê140
2.9.2.2. High Impedance Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê141
2.9.2.3. Shutdown Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê141
2.9.3. Output Voltage Select . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê141
2.9.4. Status. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê141
2.9.5. Current Limit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê141
2.9.6. List of Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê141
2.9.7. Detailed Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê144
2.10. Power Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê144
2.10.1. Top-level Clock Gates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê144
2.10.2. SLEEP State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê145
2.10.3. DORMANT State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê145
2.10.4. Memory Power Down. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê145
2.10.5. Programmer’s Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê146
2.10.5.1. Sleep. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê146
2.10.5.2. Dormant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê147
2.11. Chip-Level Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê147
2.11.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê147
2.11.2. Power-on Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê148
2.11.2.1. Detailed Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê148
2.11.3. Brown-out Detection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê149
2.11.3.1. Detection Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê149
2.11.3.2. Adjusting the Detection Threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê150
2.11.3.3. Detailed Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê150
2.11.4. Supply Monitor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê151
2.11.4.1. Detailed Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê151
2.11.5. External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ê151
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