SABRE-LL-I_07 datasheet, PDF - EEWORLD Datasheet

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SABRE-LL-I_07: DescriptionCombo motor driver; File Size2MB，141 Pages; ManufacturerSTMicroelectronics; Websitehttp://www.st.com/

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SABRE-LL-I_07 Overview

Combo motor driver

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SABRE-LL-I

Combo motor driver

Preliminary Data

Features

■

Configurable device

4 full bridges to generate

– Up 2 DC motor drivers and 1 stepper motor

driver

– 4 DC motor drivers

■

Bridges (1 & 2) additional configurations are

– Super DC

– 2 half bridges

– 1 super half bridge

– 2 switches

– 1 super switch

Bridges (3 & 4) additional configurations are:

– Same as bridges 1&2, listed above

– 2 buck regulators (bridge 3)

– 1 super buck regulator

– Battery charger (bridge 4)

One variable voltage buck switching regulator

One switching regulator controller

One linear regulator

Bidirectional serial interface

Programmable watchdog function

Integrated power sequencing and supervisory

functions with fault signaling through serial

interface and external reset pin

Thermal shutdown protection with thermal

warning capability

Very low power dissipation in shut-down mode

(~35 mW)

Device summary

Part number

SABRE-LL-I

TQFP64 exposed pad

■

Aux features

–

Operational amplifiers

– Comparators

– Pass switches

– Multi-channels 9 bit ADC

– GPIOs

Description

S.A.B.Re™ (structured architecture of bridges

and regulators) is a new concept of IC in the

motion & power supply field. ST aim is to follow

the S.A.B.Re specification and to offer to the

customer an IC with a wide number of features,

that can be configured and customized: motor

drivers, regulators, high precision A/D converter,

operational amplifiers and voltage comparators.

The start up configuration can be defined by the

GPIOs and then through the serial interface; a

customization can be done through a metal layer

in order to set more complex functions.

■

Table 1.

Package

TQFP64

Packing

Tray

November 2007

Rev 1

1/141

www.st.com

This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to

change without notice.

Contents

SABRE-LL-I

Contents

General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.1

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

S.A.B.Re’s main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Global specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1

3.2

Absolute maximum rating specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Operating ratings specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Internal supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

SupplyInt

regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

SupplyInt

specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Charge pump regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

V3v3 regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

V3v3 specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Supervisory system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Power on reset (POR) circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

nRESET generation circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

nRESET specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Thermal shut down generation circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

TSD specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Watchdog circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6.1

6.2

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Watchdog specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Internal clock oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

7.1

7.2

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Internal clock specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2/141

SABRE-LL-I

Contents

Start-up configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

8.1

8.2

8.3

8.4

8.5

8.6

8.7

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Operation modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Basic device mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Slave device mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Master device mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Single device mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Sub-configurations for slave, master or single device modes . . . . . . . . . 29

8.7.1

8.7.2

8.7.3

8.7.4

8.7.5

8.7.6

Bridge mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Primary regulator mode (KP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Regulators mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Simple regulator mode (KT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Bridge+ V

EXT

mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Secondary regulators mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Power sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

9.1

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Power saving modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

10.1

10.2

10.3

10.4

10.5

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Hibernate mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Low power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

nAWAKE pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Linear main regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

11.1

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Main switching regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

12.1

12.2

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Pulse skipping operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Switching regulator controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

13.1

13.2

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Pulse skipping operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3/141

Contents

SABRE-LL-I

13.3

13.4

13.5

Output equivalent circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Switching regulator controller specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Switching regulator controller application considerations . . . . . . . . . . . . . 45

Power bridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

14.1

14.2

14.3

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Power bridges operating specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Possible configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

14.3.1

14.3.2

14.3.3

14.3.4

14.3.5

14.3.6

14.3.7

Full bridge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Parallel configuration (super bridge) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Half bridge configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Switch configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Bipolar stepper configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Synchronous buck regulator configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Regulation loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

AD converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

15.1

15.2

15.3

15.4

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

A2D specification with A2dType=0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

A2D specification with A2dType=1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Voltage divider specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Current DAC circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

16.1

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Operational amplifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

17.1

17.2

17.3

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Operational amplifiers specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Operational amplifiers used as comparators specifications . . . . . . . . . . . 85

Low voltage power switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

18.1

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

General purpose PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

19.1

19.2

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

General purpose PWM generators 1 and 2 (AuxPwm1 and AuxPwm2) . 88

4/141

SABRE-LL-I

Contents

19.3

Programmable PWM generator (GpPwm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Interrupt controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

20.1

20.2

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Interrupt controller monitored signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Digital comparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

21.1

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

GPIO pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

22.1

22.2

22.3

22.4

22.5

22.6

22.7

22.8

22.9

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

GPIO[0] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

GPIO[1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

GPIO[2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

GPIO[3] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

GPIO[4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

GPIO[5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

GPIO[6] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

GPIO[7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

22.10 GPIO[8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

22.11 GPIO[9] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

22.12 GPIO[10] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

22.13 GPIO[11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

22.14 GPIO[12] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

22.15 GPIO[13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

22.16 GPIO[14] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

Serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

23.1

23.2

Read transaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Write transaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Registers list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

Schematic samples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

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