SPC564A70B4, SPC564A70L7
32-bit Power Architecture
®
based MCU for automotive
powertrain applications
Datasheet
−
preliminary data
Features
■
150 MHz e200z4 Power Architecture
®
core
– Variable length instruction encoding (VLE)
– Superscalar architecture with 2 execution
units
– Up to 2 integer or floating point instructions
per cycle
– Up to 4 multiply and accumulate operations
per cycle
Memory organization
– 2 MB on-chip flash memory with ECC and
read-while-write (RWW)
– 128 KB on-chip SRAM with standby
functionality (32 KB) and ECC
– 8 KB instruction cache (with line locking),
configurable as 2- or 4-way
– 14 + 3 KB eTPU code and data RAM
– 4
×
4 crossbar switch (XBAR)
– 24-entry MMU
Fail Safe Protection
– 16-entry Memory Protection Unit (MPU)
– CRC unit with 3 submodules
– Junction temperature sensor
Interrupt
– Configurable interrupt controller (INTC)
with non-maskable interrupt (NMI)
– 64-channel eDMA
Serial channels
– 3 eSCI modules
– 3 DSPI modules (2 of which support
downstream Micro Second Channel [MSC])
– 3 FlexCAN modules with 64 message
buffers each
Device summary
PBGA324 (23 mm x 23 mm)
LQFP176 (24 mm x 24 mm)
– 1 FlexRay module (V2.1) up to 10 Mbit/s
w/dual or single channel, 128 message
objects, ECC
■
■
1 eMIOS (24 unified channels)
1 eTPU2 (second generation eTPU)
– 32 standard channels
– 1 reaction module (6 channels with 3
outputs per channel)
2 enhanced queued analog-to-digital
converters (eQADCs)
– Forty 12-bit input channels
– 688 ns minimum conversion time
On-chip CAN/SCI Bootstrap loader with Boot
Assist Module (BAM)
Nexus: Class 3+ for core; Class 1 for eTPU
JTAG (5-pin)
Development Trigger Semaphore (DTS)
Clock generation
– On-chip 4–40 MHz main oscillator
– On-chip FMPLL (frequency-modulated
phase-locked loop)
Up to 112 general purpose I/O lines
Power reduction modes: slow, stop, and
standby
Flexible supply scheme
– 5 V single supply with external ballast
– Multiple external supply: 5 V, 3.3 V , and
1.2 V
Designed for LQFP176, LBGA208, PBGA324
■
■
■
■
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■
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■
■
Table 1.
Memory Flash size
2MB
Part number
Package LQFP176
SPC564A70L7
Package LBGA208
-
Package PBGA324
SPC564A70B4
September 2013
Doc ID 18078 Rev 4
1/133
www.st.com
1
This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to
change without notice.
Contents
SPC564A70B4, SPC564A70L7
Contents
1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Document overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Device feature summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Feature details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5.1
1.5.2
1.5.3
1.5.4
1.5.5
1.5.6
1.5.7
1.5.8
1.5.9
1.5.10
1.5.11
1.5.12
1.5.13
1.5.14
1.5.15
1.5.16
1.5.17
1.5.18
1.5.19
1.5.20
1.5.21
1.5.22
1.5.23
1.5.24
1.5.25
1.5.26
1.5.27
1.5.28
e200z4 core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Crossbar switch (XBAR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Enhanced direct memory access (eDMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Interrupt controller (INTC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Memory protection unit (MPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Frequency-modulated phase-locked loop (FMPLL) . . . . . . . . . . . . . . . . 18
System integration unit (SIU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Static random access memory (SRAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Boot assist module (BAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Enhanced modular input/output system (eMIOS) . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Second generation enhanced time processing unit (eTPU2) . . . . . . . . 22
Reaction module (REACM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Enhanced queued analog-to-digital converter (eQADC) . . . . . . . . . . . . 24
Deserial serial peripheral interface (DSPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Enhanced serial communications interface (eSCI) . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Controller area network (FlexCAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
FlexRay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
System timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Software watchdog timer (SWT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Cyclic redundancy check (CRC) module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Error correction status module (ECSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Peripheral bridge (PBRIDGE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Calibration bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Power management controller (PMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Nexus port controller (NPC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
JTAG controller (JTAGC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Development trigger semaphore (DTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
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Doc ID 18078 Rev 4
SPC564A70B4, SPC564A70L7
Contents
2
Pinout and signal description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
LQFP176 pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
LBGA208 ballmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
PBGA324 ballmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Signal summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Signal details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
Parameter classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.3.1
General notes for specifications at maximum junction temperature . . . 73
EMI (electromagnetic interference) characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Electrostatic discharge (ESD) characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Power management control (PMC) and power on reset (POR) electrical
specifications 77
3.6.1
3.6.2
Regulator example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Recommended power transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.7
3.8
3.9
Power up/down sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
DC electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
I/O pad current specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.9.1
3.9.2
I/O pad V
RC33
current specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
LVDS pad specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
Oscillator and PLLMRFM electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Temperature sensor electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
eQADC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Configuring SRAM wait states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Platform flash controller electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Flash memory electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
AC specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.16.1
Pad AC specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
AC timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.17.1
3.17.2
3.17.3
Reset and configuration pin timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
IEEE 1149.1 interface timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Nexus timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Doc ID 18078 Rev 4
3/133
Contents
3.17.4
3.17.5
3.17.6
3.17.7
3.17.8
3.17.9
SPC564A70B4, SPC564A70L7
Calibration bus interface timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
External interrupt timing (IRQ pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
eTPU timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
eMIOS timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
DSPI timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
eQADC SSI timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.17.10 FlexCAN system clock source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4
Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.1
4.2
ECOPACK
® . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.2.1
4.2.2
4.2.3
LQFP176 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
BGA208 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
PBGA324 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5
6
Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
4/133
Doc ID 18078 Rev 4
SPC564A70B4, SPC564A70L7
List of tables
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Table 24.
Table 25.
Table 26.
Table 27.
Table 28.
Table 29.
Table 30.
Table 31.
Table 32.
Table 33.
Table 34.
Table 35.
Table 36.
Table 37.
Table 38.
Table 39.
Table 40.
Table 41.
Table 42.
Table 43.
Table 44.
Table 45.
Table 46.
Table 47.
Table 48.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
SPC564A70 device feature summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
SPC564A70 series block summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
SPC564A70 signal properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Pad types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Signal details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Power/ground segmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Parameter classifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Thermal characteristics for 176-pin LQFP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Thermal characteristics for 208-pin LBGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Thermal characteristics for 324-pin PBGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
EMI testing specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
ESD ratings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
PMC operating conditions and external regulators supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
PMC electrical characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
SPC564A70 External network specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Transistor recommended operating characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Power sequence pin states—Fast type pads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Power sequence pin states—Medium, slow and multi-voltage type pads . . . . . . . . . . . . . 81
DC electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
I/O pad average I
DDE
specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
I/O pad V
RC33
average I
DDE
specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
V
RC33
pad average DC current. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
DSPI LVDS pad specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
PLLMRFM electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Temperature sensor electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
eQADC conversion specifications (operating) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
eQADC single ended conversion specifications (operating). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
eQADC differential ended conversion specifications (operating) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Cutoff frequency for additional SRAM wait state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
APC, RWSC, WWSC settings vs. frequency of operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Flash program and erase specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Flash EEPROM module life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Pad AC specifications (V
DDE
= 4.75 V). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Pad AC specifications (V
DDE
= 3.0 V). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Reset and configuration pin timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
JTAG pin AC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Nexus debug port timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Nexus debug port operating frequency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Calibration bus interface maximum operating frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Calibration bus operation timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
External interrupt timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
eTPU timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
eMIOS timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
DSPI channel frequency support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
DSPI timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
eQADC SSI timing characteristics (pads at 3.3 V or at 5.0 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Doc ID 18078 Rev 4
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