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2711_1p0- 树莓派4B 芯片手册.pdf
BCM2711 ARM Peripherals
Table of Contents
Colophon
List of Figures
List of Tables
Chapter 1. Introduction
1.1. Overview
1.2. Address map
1.2.1. Diagrammatic overview
1.2.2. Full 35-bit address map
1.2.3. ARM physical addresses
1.2.4. Legacy master addresses
1.3. Peripheral access precautions for correct memory ordering
Chapter 2. Auxiliaries: UART1, SPI1 & SPI2
2.1. Overview
2.1.1. AUX registers
2.2. Mini UART
2.2.1. Mini UART implementation details
2.2.2. Mini UART register details
2.3. Universal SPI Master (2x)
2.3.1. SPI implementation details
2.3.2. Interrupts
2.3.3. Long bit streams
2.3.4. SPI register details
Chapter 3. BSC
3.1. Overview
3.2. Register View
3.3. 10-Bit Addressing
3.3.1. Writing
3.3.2. Reading
Chapter 4. DMA Controller
4.1. Overview
4.2. DMA Controller Registers
4.2.1. DMA Channel Register Address Map
Control Block Data Structure
Register Map
Peripheral DREQ Signals
4.3. AXI Bursts
4.4. Error Handling
4.5. DMA LITE Engines
4.6. DMA4 Engines
Chapter 5. General Purpose I/O (GPIO)
5.1. Overview
5.2. Register View
5.3. Alternative Function Assignments
5.4. General Purpose GPIO Clocks
5.4.1. Operating Frequency
5.4.2. Register Definitions
Chapter 6. Interrupts
6.1. Overview
6.2. Interrupt sources
6.2.1. ARM Core n interrupts
6.2.2. ARM_LOCAL interrupts
6.2.3. ARMC interrupts
6.2.4. VideoCore interrupts
6.2.5. ETH_PCIe interrupts
6.3. GIC-400 interrupt controller
6.4. Legacy interrupt controller
6.5. Registers
6.5.1. GIC-400
6.5.2. ARM_LOCAL
6.5.3. ARMC
Chapter 7. PCM / I2S Audio
7.1. Overview
7.2. Block Diagram
7.3. Typical Timing
7.4. Operation
7.5. Software Operation
7.5.1. Operating in Polled mode
7.5.2. Operating in Interrupt mode
7.5.3. DMA
7.6. Error Handling
7.7. PDM Input Mode Operation
7.8. GRAY Code Input Mode Operation
7.9. PCM Register Map
Chapter 8. Pulse Width Modulator
8.1. Overview
8.2. Block Diagram
8.3. PWM Implementation
8.4. Modes of Operation
8.5. Quick Reference
8.6. Control and Status Registers
Chapter 9. SPI
9.1. Overview
9.2. SPI Master Mode
9.2.1. Standard mode
9.2.2. Bidirectional mode
9.3. LoSSI mode
9.3.1. Command write
9.3.2. Parameter write
9.3.3. Byte read commands
9.3.4. 24-bit read command
9.3.5. 32-bit read command
9.4. Block Diagram
9.5. SPI Register Map
9.6. Software Operation
9.6.1. Polled
9.6.2. Interrupt
9.6.3. DMA
9.6.4. Notes
Chapter 10. System Timer
10.1. Overview
10.2. System Timer Registers
Chapter 11. UART
11.1. Overview
11.2. Variations from the 16C650 UART
11.3. Primary UART Inputs and Outputs
11.4. UART Interrupts
11.5. Register View
Chapter 12. Timer (ARM side)
12.1. Overview
12.2. Timer Registers
Chapter 13. ARM Mailboxes
13.1. Overview
13.2. Registers
BCM2711 ARM Peripherals
Raspberry Pi (Trading) Ltd.
Version 1, 5th February 2020
BCM2711 ARM Peripherals
Copyright 2012 Broadcom Europe Ltd., 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
Table of Contents
Colophon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
List of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
List of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2. Address map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.1. Diagrammatic overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.2. Full 35-bit address map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2.3. ARM physical addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2.4. Legacy master addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3. Peripheral access precautions for correct memory ordering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2. Auxiliaries: UART1, SPI1 & SPI2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.1. AUX registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2. Mini UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.1. Mini UART implementation details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.2. Mini UART register details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3. Universal SPI Master (2x). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.1. SPI implementation details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.2. Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.3. Long bit streams. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.4. SPI register details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3. BSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2. Register View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3. 10-Bit Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.1. Writing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.3.2. Reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4. DMA Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2. DMA Controller Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.2.1. DMA Channel Register Address Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Control Block Data Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Peripheral DREQ Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3. AXI Bursts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.4. Error Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
ii
Release 1
BCM2711 ARM Peripherals
Copyright 2012 Broadcom Europe Ltd., 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
4.5. DMA LITE Engines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.6. DMA4 Engines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5. General Purpose I/O (GPIO). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2. Register View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.3. Alternative Function Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.4. General Purpose GPIO Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.4.1. Operating Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.4.2. Register Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6. Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6.2. Interrupt sources. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.2.1. ARM Core n interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.2.2. ARM_LOCAL interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.2.3. ARMC interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.2.4. VideoCore interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.2.5. ETH_PCIe interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.3. GIC-400 interrupt controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.4. Legacy interrupt controller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.5. Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.5.1. GIC-400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.5.2. ARM_LOCAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.5.3. ARMC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
7. PCM / I2S Audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
7.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
7.2. Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.3. Typical Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.4. Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
7.5. Software Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
7.5.1. Operating in Polled mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
7.5.2. Operating in Interrupt mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.5.3. DMA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.6. Error Handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.7. PDM Input Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
7.8. GRAY Code Input Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
7.9. PCM Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
8. Pulse Width Modulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
8.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
8.2. Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
iii
Release 1
BCM2711 ARM Peripherals
Copyright 2012 Broadcom Europe Ltd., 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
8.3. PWM Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
8.4. Modes of Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
8.5. Quick Reference. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
8.6. Control and Status Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
9. SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
9.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
9.2. SPI Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
9.2.1. Standard mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
9.2.2. Bidirectional mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
9.3. LoSSI mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
9.3.1. Command write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
9.3.2. Parameter write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
9.3.3. Byte read commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
9.3.4. 24-bit read command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
9.3.5. 32-bit read command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
9.4. Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
9.5. SPI Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
9.6. Software Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
9.6.1. Polled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
9.6.2. Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
9.6.3. DMA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
9.6.4. Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
10. System Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
10.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
10.2. System Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
11. UART. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
11.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
11.2. Variations from the 16C650 UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
11.3. Primary UART Inputs and Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
11.4. UART Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
11.5. Register View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
12. Timer (ARM side) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
12.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
12.2. Timer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
13. ARM Mailboxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
13.1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
13.2. Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
iv
Release 1
BCM2711 ARM Peripherals
Copyright 2012 Broadcom Europe Ltd., 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
Colophon
BCM2711 ARM Peripherals, based in large part on the earlier BCM2835 ARM Peripherals documentation.
© 2012 Broadcom Europe Ltd., 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
All rights reserved.
Release
1
Date
05/02/2020
Description
First release
Table 1. Release History
The latest release of this document can be found at https://www.raspberrypi.org
Colophon
1
Release 1
BCM2711 ARM Peripherals
Copyright 2012 Broadcom Europe Ltd., 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
List of Figures
Figure 1 . . . . . BCM2711 Address Maps
Figure 2 . . . . . Write to a slave with 10-bit address
Figure 3 . . . . . Read from slave with 10-bit address
Figure 4 . . . . . GPIO Block Diagram
Figure 5 . . . . . Interrupt sources and destinations
Figure 6 . . . . . Peripheral IRQ OR-ing
Figure 7 . . . . . GIC IRQ routing
Figure 8 . . . . . Legacy IRQ routing
Figure 9 . . . . . Legacy IRQ status registers
Figure 10 . . . . PCM Audio Interface Typical Timing
Figure 11 . . . . PCM Audio Interface Block Diagram
Figure 12 . . . . Timing at Start of Frame
Figure 13 . . . . Gray mode input format
Figure 14 . . . . PWM block diagram
Figure 15 . . . . Serial bit transmission when M/S Mode enabled
Figure 16 . . . . SPI Master Typical Usage
Figure 17 . . . . SPI Cycle
Figure 18 . . . . Different Clock Polarity/Phase
Figure 19 . . . . Bidirectional SPI Master Typical Usage
Figure 20 . . . . LoSSI mode Typical usage
Figure 21 . . . . Serial interface Block Diagram
List of Figures
2
Release 1
BCM2711 ARM Peripherals
Copyright 2012 Broadcom Europe Ltd., 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
List of Tables
Table 1 . . . . . Release History
Table 2 . . . . . Auxiliary peripherals Address Map
Table 3 . . . . . AUX_IRQ Register
Table 4 . . . . . AUX_ENABLES Register
Table 5 . . . . . AUX_MU_IO_REG Register
Table 6 . . . . . AUX_MU_IER_REG Register
Table 7 . . . . . AUX_MU_IIR_REG Register
Table 8 . . . . . AUX_MU_LCR_REG Register
Table 9 . . . . . AUX_MU_MCR_REG Register
Table 10 . . . . AUX_MU_LSR_REG Register
Table 11 . . . . AUX_MU_MSR_REG Register
Table 12 . . . . AUX_MU_SCRATCH Register
Table 13 . . . . AUX_MU_CNTL_REG Register
Table 14 . . . . AUX_MU_STAT_REG Register
Table 15 . . . . AUX_MU_BAUD_REG Register
Table 16 . . . . AUX_SPI1_CNTL0_REG & AUX_SPI2_CNTL0_REG Registers
Table 17 . . . . AUX_SPI1_CNTL1_REG & AUX_SPI2_CNTL1_REG Registers
Table 18 . . . . AUX_SPI1_STAT_REG & AUX_SPI2_STAT_REG Registers
Table 19 . . . . AUX_SPI1_PEEK_REG & AUX_SPI2_PEEK_REG Registers
Table 20 . . . . AUX_SPI1_IO_REG & AUX_SPI2_IO_REG Registers
Table 21 . . . . AUX_SPI1_TXHOLD_REG & AUX_SPI2_TXHOLD_REG Registers
Table 22 . . . . I2C Address Map
Table 23 . . . . C Register
Table 24 . . . . S Register
Table 25 . . . . DLEN Register
Table 26 . . . . A Register
Table 27 . . . . FIFO Register
Table 28 . . . . DIV Register
Table 29 . . . . DEL Register
Table 30 . . . . CLKT Register
Table 31 . . . . DMA Controller Register Address Map
Table 32 . . . . DMA Control Block Definition
Table 33 . . . . DMA Lite Control Block Definition
Table 34 . . . . DMA4 Control Block Definition
Table 35 . . . . DMA Controller Register Map
Table 36 . . . . 0_CS, 1_CS, 2_CS, 3_CS, 4_CS, 5_CS, 6_CS, 7_CS, 8_CS, 9_CS & 10_CS Registers
Table 37
. 0_CONBLK_AD, 1_CONBLK_AD, 2_CONBLK_AD, 3_CONBLK_AD, 4_CONBLK_AD,
5_CONBLK_AD, 6_CONBLK_AD, 7_CONBLK_AD, 8_CONBLK_AD, 9_CONBLK_AD & 10_CONBLK_AD
Registers
Table 38 . . . . 0_TI, 1_TI, 2_TI, 3_TI, 4_TI, 5_TI & 6_TI Registers
Table 39 . . . . 0_SOURCE_AD, 1_SOURCE_AD, 2_SOURCE_AD, 3_SOURCE_AD, 4_SOURCE_AD, 5_SOURCE_AD,
6_SOURCE_AD, 7_SOURCE_AD, 8_SOURCE_AD, 9_SOURCE_AD & 10_SOURCE_AD Registers
Table 40 . . . . 0_DEST_AD, 1_DEST_AD, 2_DEST_AD, 3_DEST_AD, 4_DEST_AD, 5_DEST_AD, 6_DEST_AD,
.
.
.
List of Tables
3
Release 1
BCM2711 ARM Peripherals
Copyright 2012 Broadcom Europe Ltd., 2020 Raspberry Pi (Trading) Ltd.
.
.
.
7_DEST_AD, 8_DEST_AD, 9_DEST_AD & 10_DEST_AD Registers
Table 41 . . . . 0_TXFR_LEN, 1_TXFR_LEN, 2_TXFR_LEN, 3_TXFR_LEN, 4_TXFR_LEN, 5_TXFR_LEN &
6_TXFR_LEN Registers
Table 42 . . . . 0_STRIDE, 1_STRIDE, 2_STRIDE, 3_STRIDE, 4_STRIDE, 5_STRIDE & 6_STRIDE Registers
Table 43
. 0_NEXTCONBK, 1_NEXTCONBK, 2_NEXTCONBK, 3_NEXTCONBK, 4_NEXTCONBK,
5_NEXTCONBK, 6_NEXTCONBK, 7_NEXTCONBK, 8_NEXTCONBK, 9_NEXTCONBK & 10_NEXTCONBK
Registers
Table 44 . . . . 0_DEBUG, 1_DEBUG, 2_DEBUG, 3_DEBUG, 4_DEBUG, 5_DEBUG & 6_DEBUG Registers
Table 45 . . . . 7_TI, 8_TI, 9_TI & 10_TI Registers
Table 46 . . . . 7_TXFR_LEN, 8_TXFR_LEN, 9_TXFR_LEN & 10_TXFR_LEN Registers
Table 47 . . . . 7_DEBUG, 8_DEBUG, 9_DEBUG & 10_DEBUG Registers
Table 48 . . . . 11_CS, 12_CS, 13_CS & 14_CS Registers
Table 49 . . . . 11_CB, 12_CB, 13_CB & 14_CB Registers
Table 50 . . . . 11_DEBUG, 12_DEBUG, 13_DEBUG & 14_DEBUG Registers
Table 51 . . . . 11_TI, 12_TI, 13_TI & 14_TI Registers
Table 52 . . . . 11_SRC, 12_SRC, 13_SRC & 14_SRC Registers
Table 53 . . . . 11_SRCI, 12_SRCI, 13_SRCI & 14_SRCI Registers
Table 54 . . . . 11_DEST, 12_DEST, 13_DEST & 14_DEST Registers
Table 55 . . . . 11_DESTI, 12_DESTI, 13_DESTI & 14_DESTI Registers
Table 56 . . . . 11_LEN, 12_LEN, 13_LEN & 14_LEN Registers
Table 57 . . . . 11_NEXT_CB, 12_NEXT_CB, 13_NEXT_CB & 14_NEXT_CB Registers
Table 58 . . . . 11_DEBUG2, 12_DEBUG2, 13_DEBUG2 & 14_DEBUG2 Registers
Table 59 . . . . INT_STATUS Register
Table 60 . . . . ENABLE Register
Table 61 . . . . GPIO Register Assignment
Table 62 . . . . GPIO Alternate function select register 0
Table 63 . . . . GPIO Alternate function select register 1
Table 64 . . . . GPIO Alternate function select register 2
Table 65 . . . . GPIO Alternate function select register 3
Table 66 . . . . GPIO Alternate function select register 4
Table 67 . . . . GPIO Alternate function select register 5
Table 68 . . . . GPIO Output Set Register 0
Table 69 . . . . GPIO Output Set Register 1
Table 70 . . . . GPIO Output Clear Register 0
Table 71 . . . . GPIO Output Clear Register 1
Table 72 . . . . GPIO Level Register 0
Table 73 . . . . GPIO Level Register 1
Table 74 . . . . GPIO Event Detect Status Register 0
Table 75 . . . . GPIO Event Detect Status Register 1
Table 76 . . . . GPIO Rising Edge Detect Status Register 0
Table 77 . . . . GPIO Rising Edge Detect Status Register 1
Table 78 . . . . GPIO Falling Edge Detect Status Register 0
Table 79 . . . . GPIO Falling Edge Detect Status Register 1
Table 80 . . . . GPIO High Detect Status Register 0
Table 81 . . . . GPIO High Detect Status Register 1
Table 82 . . . . GPIO Low Detect Status Register 0
List of Tables
4
Release 1
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