SPC56EL60x, SPC56EL54x,
SPC564L60x, SPC564L54x
32-bit Power Architecture® microcontroller for automotive
SIL3/ASILD chassis and safety applications
Datasheet
-
production data
LQFP144 (20 x 20 x 1.4 mm)
LQFP100 (14 x 14x 1.4 mm)
–
–
–
–
–
–
Replicated junction temperature sensor
Non-maskable interrupt (NMI)
16-region memory protection unit (MPU)
Clock monitoring units (CMU)
Power management unit (PMU)
Cyclic redundancy check (CRC) unit
LFBGA257 (14 x 14 mm)
Decoupled Parallel mode for high-performance
use of replicated cores
Nexus Class 3+ interface
Interrupts
– Replicated 16-priority controller
– Replicated 16-channel eDMA controller
GPIOs individually programmable as input,
output or special function
Three 6-channel general-purpose eTimer units
2 FlexPWM units
– Four 16-bit channels per module
Communications interfaces
– 2 LINFlexD channels
– 3 DSPI channels with automatic chip select
generation
– 2 FlexCAN interfaces (2.0B Active) with 32
message objects
– FlexRay module (V2.1 Rev. A) with 2
channels, 64 message buffers and data
rates up to 10 Mbit/s
Two 12-bit analog-to-digital converters (ADCs)
– 16 input channels
– Programmable cross triggering unit (CTU)
to synchronize ADCs conversion with timer
and PWM
Sine wave generator (D/A with low pass filter)
On-chip CAN/UART bootstrap loader
Single 3.0 V to 3.6 V voltage supply
Ambient temperature range –40 °C to 125 °C
Junction temperature range –40 °C to 150 °C
Features
High-performance e200z4d dual core
32-bit Power Architecture® technology CPU
Core frequency as high as 120 MHz
Dual issue five-stage pipeline core
Variable Length Encoding (VLE)
Memory Management Unit (MMU)
4 KB instruction cache with error detection
code
Signal processing engine (SPE)
Memory available
– 1 MB flash memory with ECC
– 128 KB on-chip SRAM with ECC
– Built-in RWW capabilities for EEPROM
emulation
SIL3/ASILD innovative safety concept:
LockStep mode and Fail-safe protection
– Sphere of replication (SoR) for key
components (such as CPU core, eDMA,
crossbar switch)
– Fault collection and control unit (FCCU)
– Redundancy control and checker unit
(RCCU) on outputs of the SoR connected
to FCCU
– Boot-time Built-In Self-Test for Memory
(MBIST) and Logic (LBIST) triggered by
hardware
– Boot-time Built-In Self-Test for ADC and
flash memory triggered by software
July 2015
This is information on a product in full production.
DocID15457 Rev 12
1/165
www.st.com
Contents
SPC56ELx, SPC564Lx
Contents
1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Document overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Device comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Feature details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
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
High-performance e200z4d core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Crossbar switch (XBAR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Memory Protection Unit (MPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Enhanced Direct Memory Access (eDMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
On-chip flash memory with ECC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
On-chip SRAM with ECC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Platform flash memory controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Platform Static RAM Controller (SRAMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Memory subsystem access time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Error Correction Status Module (ECSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Peripheral bridge (PBRIDGE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Interrupt Controller (INTC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
System clocks and clock generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Frequency-Modulated Phase-Locked Loop (FMPLL) . . . . . . . . . . . . . . 21
Main oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Internal Reference Clock (RC) oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Clock, reset, power, mode and test control modules (MC_CGM,
MC_RGM, MC_PCU, and MC_ME) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Periodic Interrupt Timer Module (PIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
System Timer Module (STM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Software Watchdog Timer (SWT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Fault Collection and Control Unit (FCCU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
System Integration Unit Lite (SIUL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Non-Maskable Interrupt (NMI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Boot Assist Module (BAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
System Status and Configuration Module (SSCM) . . . . . . . . . . . . . . . . 24
FlexCAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
FlexRay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2/165
DocID15457 Rev 12
SPC56ELx, SPC564Lx
1.5.28
1.5.29
1.5.30
1.5.31
1.5.32
1.5.33
1.5.34
1.5.35
1.5.36
1.5.37
1.5.38
1.5.39
1.5.40
1.5.41
Contents
Serial communication interface module (LINFlexD) . . . . . . . . . . . . . . . 26
Deserial Serial Peripheral Interface (DSPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
FlexPWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
eTimer module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Sine Wave Generator (SWG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Analog-to-Digital Converter module (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Cross Triggering Unit (CTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Cyclic Redundancy Checker (CRC) Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Redundancy Control and Checker Unit (RCCU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Junction temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Nexus Port Controller (NPC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
IEEE 1149.1 JTAG Controller (JTAGC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Voltage regulator / Power Management Unit (PMU) . . . . . . . . . . . . . . . 33
Built-In Self-Test (BIST) capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2
Package pinouts and signal descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.1
2.2
2.3
2.4
Package pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Supply pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
System pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Pin muxing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Recommended operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Decoupling capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.5.1
General notes for specifications at maximum junction temperature . . 104
Electromagnetic Interference (EMI) characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Electrostatic discharge (ESD) characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Static latch-up (LU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Voltage regulator electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
DC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Temperature sensor electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
DocID15457 Rev 12
3/165
4
Contents
SPC56ELx, SPC564Lx
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
Main oscillator electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
FMPLL electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
16 MHz RC oscillator electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
ADC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
3.16.1
Input Impedance and ADC Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Flash memory electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
SWG electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
AC specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.19.1
3.20.1
3.20.2
3.20.3
3.20.4
3.20.5
Pad AC specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Reset sequence duration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Reset sequence description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Reset sequence trigger mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Reset sequence — start condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
External watchdog window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
RESET pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
WKUP/NMI timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
IEEE 1149.1 JTAG interface timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Nexus timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
External interrupt timing (IRQ pin) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
DSPI timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Reset sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.21
AC timing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
3.21.1
3.21.2
3.21.3
3.21.4
3.21.5
3.21.6
4
Package characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
4.1
4.2
ECOPACK® . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5
6
Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
4/165
DocID15457 Rev 12
SPC56ELx, SPC564Lx
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.
SPC56ELx/SPC564Lx device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Platform memory access time summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
LQFP100 pin function summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
LQFP144 pin function summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
LFBGA257 pin function summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Supply pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
System pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Pin muxing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Recommended operating conditions (3.3 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Decoupling capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Thermal characteristics for LQFP100 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Thermal characteristics for LQFP144 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Thermal characteristics for LFBGA257 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
EMI configuration summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
EMI emission testing specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
ESD ratings
,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Latch-up results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Voltage regulator electrical specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
DC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Current consumption characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Temperature sensor electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Main oscillator electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
FMPLL electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
16 MHz RC oscillator electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
ADC conversion characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Flash memory program and erase electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Flash memory timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Flash memory module life. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
SPC56XL60/54 SWG Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Pad AC specifications (3.3 V, IPP_HVE = 0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
RESET sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Reset sequence trigger — reset sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Voltage Thresholds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
RESET electrical characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
WKUP/NMI glitch filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
JTAG pin AC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Nexus debug port timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
External interrupt timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
DSPI timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
LQFP100 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
LQFP144 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
LFBGA257 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
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