Table of Contents
1.0 Architecture Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1
1.2
1.3
1.4
INTEGER UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
FLOATING POINT UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
WRITE-BACK CACHE UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
MEMORY MANAGEMENT UNIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.1
Internal Bus Interface Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5
INTEGRATED FUNCTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5.1
1.5.2
1.5.3
1.5.4
Graphics Accelerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Display Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
XpressRAM Memory Subsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
PCI Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6
GEODE GXM/CS5530 SYSTEM DESIGNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.0 Signal Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1
2.2
PIN ASSIGNMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
SIGNAL DESCRIPTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
System Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
PCI Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Memory Controller Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Video Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Power, Ground, and No Connect Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Internal Test and Measurement Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3
2.4
SUBSYSTEM SIGNAL CONNECTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
POWER PLANES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.0 Processor Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.1
3.2
CORE PROCESSOR INITIALIZATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
INSTRUCTION SET OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.2.1
Lock Prefix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.3
3.4
REGISTER SETS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.3.4
Application Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
System Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Model Specific Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Time Stamp Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
ADDRESS SPACES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4.1
3.4.2
I/O Address Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Memory Address Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.5
3.6
3.7
OFFSET, SEGMENT, AND PAGING MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
OFFSET MECHANISM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
DESCRIPTORS AND SEGMENT MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.7.1
3.7.2
3.7.3
3.7.4
3.7.5
Real and Virtual 8086 Mode Segment Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Segment Mechanism in Protective Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
GDTR and LDTR Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Descriptor Bit Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Gate Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.8
3.9
MULTITASKING AND TASK STATE SEGMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
PAGING MECHANISM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Revision 3.1
3
www.national.com
NSC [ National Semiconductor ]
