STM1404
3 V FIPS-140
security supervisor with battery switchover
Features
■
STM1404 supports FIPS-140 security level 4
– Four high-impedance physical tamper
inputs
– Over/under operating voltage detector
– Security alarm (SAL) on tamper detection
– Over/under operating temperature detector
– Over/under temperature thresholds are
customer-selectable and factory-
programmed
Supervisory functions
– Automatic battery switchover
– RST output (open drain)
– Manual (push-button) reset input (MR)
– Power-fail comparator (PFI/PFO)
Vccsw (V
CC
switch output)
– Low when switched to V
CC
– High when switched to V
BAT
(BATT ON
indicator)
Battery low voltage detector (power-up)
Device summary
QFN16, 3 mm x 3 mm (Q)
■
■
■
■
■
Optional V
REF
(1.237 V)
– (Available for STM1404A only)
Low battery supply current (5.3 µA typ)
Secure low profile 16-pin, 3 x 3 mm, QFN
package
RoHS compliance
– Lead-free components compliant with the
RoHS directive
■
■
Table 1.
Device
STM1404A
Physical Over/under Over/under
V
REF
Standard
V
OUT
status,
voltage
temperature (1.237 V)
supervisory tamper
during alarm
inputs
alarms
alarms
option
functions
(1)
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
Note
(4)
Note
(4)
ON
High-Z
Ground
Vccsw status,
during alarm
Normal mode
(2)
High
High
STM1404B
(3)
STM1404C
1. Reset output, power-fail comparator, battery low detection (SAL, RST, PFO, and BLD are open drain).
2. Normal mode: low when V
OUT
is internally switched to V
CC
and high when V
OUT
is internally switched to battery.
3. Contact local ST sales office for availability.
4. Pin 9 is the V
REF
pin for STM1404A. It is the V
TPU
pin for STM1404B/C.
August 2008
Rev 5
1/36
www.st.com
1
Contents
STM1404
Contents
1
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1
V
OUT
pin modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.1
1.1.2
1.1.3
STM1404A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
STM1404B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
STM1404C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2
Pin descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
SAL, security alarm output (open drain) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
TP
1
, TP
3
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
TP
2
, TP
4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1
Vccsw, V
CC
switch output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
BLD, V
BAT
low voltage detect output (open drain) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Active-low RST output (open drain) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
MR, manual reset input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
PFO, power-fail output (open drain) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
PFI, power-fail input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
V
REF
, reference voltage output (1.237, typ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
V
OUT
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
V
TPU
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
V
CC
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
V
BAT
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
V
SS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
Reset input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Push-button reset input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Backup battery switchover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Applications information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Negative-going V
CC
transients and undershoot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4
Tamper detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1
Physical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2/36
STM1404
Contents
4.2
4.3
Supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5
6
7
8
9
10
Typical operating characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
DC and AC parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3/36
List of tables
STM1404
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Signal names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
I/O status in battery backup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Operating and AC measurement conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
DC and AC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Physical and environmental tamper detection levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
QFN16 – 16-lead, quad, flat package, no lead, 3 x 3 mm body size mechanical data . . . . 32
Ordering information scheme (see
Figure 31 on page 34
for marking information) . . . . . . 33
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4/36
STM1404
List of figures
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
Figure 16.
Figure 17.
Figure 18.
Figure 19.
Figure 20.
Figure 21.
Figure 22.
Figure 23.
Figure 24.
Figure 25.
Figure 26.
Figure 27.
Figure 28.
Figure 29.
Figure 30.
Figure 31.
Logic diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
QFN16 connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Hardware hookup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Tamper pin (TP
1
or TP
3
) normally high (NH) external hookup (switch closed) . . . . . . . . . 10
Tamper pin (TP
1
or TP
3
) normally high (NH) external hookup (switch open). . . . . . . . . . . 10
Tamper pin (TP
2
or TP
4
) normally low (NL) external hookup (switch closed) . . . . . . . . . . 10
Tamper pin (TP
2
or TP
4
) normally low (NL) external hookup (switch open). . . . . . . . . . . . 11
Power-fail comparator waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Supply voltage protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
V
BAT
-to-V
OUt
on-resistance vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Supply current vs. temperature (no load) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
V
PFI
threshold vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Reset comparator propagation delay vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Power-up t
rec
vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Normalized reset threshold vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
PFI to PFO propagation delay vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
RST output voltage vs. supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
RST response time (assertion) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Power-fail comparator response time (assertion) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Power-fail comparator response time (de-assertion) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
V
CC
to reset propagation delay vs. temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Maximum transient duration vs. reset threshold overdrive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
AC testing input/output waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
MR timing waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
STM1404 switchover diagram, condition A (V
BAT
< V
SW
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
STM1404 switchover diagram, condition B (V
BAT
> V
SW
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Temperature hysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
QFN16 – 16-lead, quad, flat package, no lead, 3 x 3 mm body size, outline . . . . . . . . . . . 31
QFN16 – 16-lead, quad, flat package, no lead, 3 x 3 mm, recommended footprint . . . . . . 32
Topside marking information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5/36
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