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HCS12Microcontrollers

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MC9S12ZVM-Family Reference Manual

Rev. 1.422 MAY 2014MC9S12ZVMRMV1

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vary over time. All operating parameters, including Typicals, must be validated for each customer application by customers technical experts. Freescale

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negligent regarding the design or manufacture of the part.

Table 0-1. Revision History

Date Revision Description

12 Dec 2013 1.2 Replaced generic 8-channel TIM section with specific 4-channel TIM sectionTextual enhancements and corrections throughout Updated electrical parameter section and added parameters for temperataures up to 175C- Added Table A-5- Merged Table A-8 and A-9 into Table A-9. Values updated. .- Table A-15. Parameter #2. max changed from 800uA to 1050uA- Table A-15. Inserted new C class parameter ISUPS at 85C. typ. 80uA- Appendices B,D and E. Updated parameter values based on characterization results.- Appendix C. Added parameter values for range above T=150C- Table F-3. Merged rows 2a and 2b. Merged rows 6a and 6b.- Appendix G. Merged tables G-1 and G-2.- Tables H-1 and H-2 values updated.

20 JAN 2014 1.3 Updated Stop mode description for BDC enabled caseRemoved false reference to modified clock monitor assert frequencyUpdated electricals for 175C Grade0- Removed temperature range disclaimer from electrical parameter spec.footer- Added sentence above table A-3- Table D-1. LINPHY parameters 12a and 12b replaced by 12a, 12b and 12c- - Table D-2. LINPHY wake up pulse over whole temperature range- Table E-1. FET gate charge spec. updated

22 MAY2014 1.4 Updated family derivative table for S12ZVML32, S12ZVM32 and S12ZVM16 devicesAdded 64KB, 32KB and 16KB derivative information to flash module chapterAdded pin routing options for S12ZVM32 and S12ZVM16 devicesAdded HV Phy information for the S12ZVM32 and S12ZVM16 derivativesUpdated Part ID assignment table and ordering information for S12ZVM32 and S12ZVM16Corrected PLL VCO maximum frequency specificationChanged VLVLSA maximum from 7V to 6.9VAdded electrical parameter for HD division ratio through the phase multiplexerCorrected preferred VRL reference from VRL_1 to VRL_0Included NVM timing parameters for the S12ZVM32 and S12ZVM16 devicesAdded GDU S12ZVM32 and S12ZVM16 specific differences and electrical specificationsAdded references to fWSTATAdded VDDX short circuit fall back current and temperature/input dependency specs.

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Chapter 1Device Overview MC9S12ZVM-Family

1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.2.1 MC9S12ZVM-Family Member Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.2.2 Functional Differences Between N06E and 0N95G Masksets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.2.3 Functional Differences Between 1N95G and 0N95G Masksets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.3 Chip-Level Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.4 Module Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.4.1 S12Z Central Processor Unit (CPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211.4.2 Embedded Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.4.3 Clocks, Reset & Power Management Unit (CPMU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.4.4 Main External Oscillator (XOSCLCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.4.5 Timer (TIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.4.6 Pulse width Modulator with Fault protection (PMF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.4.7 Programmable Trigger Unit (PTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.4.8 LIN physical layer transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.4.9 Serial Communication Interface Module (SCI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.4.10 Multi-Scalable Controller Area Network (MSCAN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.4.11 Serial Peripheral Interface Module (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.4.12 Analog-to-Digital Converter Module (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.4.13 Supply Voltage Sensor (BATS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.4.14 On-Chip Voltage Regulator system (VREG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.4.15 Gate Drive Unit (GDU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.4.16 Current Sense . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.4.17 High Voltage Physical Interface (S12ZVM32, S12ZVM16) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.6 Device Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.6.1 Flash Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.6.2 Part ID Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

1.7 Signal Description and Device Pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.7.1 Pin Assignment Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.7.2 Detailed External Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331.7.3 Power Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391.7.4 Package and Pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

1.8 Internal Signal Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461.8.1 ADC Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471.8.2 Motor Control Loop Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.8.3 Device Level PMF Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.8.4 BDC Clock Source Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.8.5 LINPHY Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.8.6 HVPHY Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481.8.7 FTMRZ Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491.8.8 CPMU Connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.9 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

MC9S12ZVM Family Reference Manual Rev. 1.4

Freescale Semiconductor 3

1.9.1 Chip Configuration Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491.9.2 Debugging Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501.9.3 Low Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

1.10 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511.10.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511.10.2 Securing the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511.10.3 Operation of the Secured Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521.10.4 Unsecuring the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521.10.5 Reprogramming the Security Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531.10.6 Complete Memory Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

1.11 Resets and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541.11.1 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541.11.2 Interrupt Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541.11.3 Effects of Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

1.12 Module device level dependencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581.12.1 CPMU COP Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581.12.2 CPMU High Temperature Trimming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581.12.3 Flash IFR Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

1.13 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591.13.1 ADC Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591.13.2 SCI Baud Rate Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591.13.3 Motor Control Application Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601.13.4 BDCM Complementary Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681.13.5 BLDC Six-Step Commutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721.13.6 PMSM Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741.13.7 Power Domain Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Chapter 2Port Integration Module (S12ZVMPIMV2)

2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

2.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.3.1 Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892.3.2 PIM Registers 0x0200-0x020F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 932.3.3 PIM Generic Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012.3.4 PIM Generic Register Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

2.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102.4.2 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1112.4.3 Pin I/O Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1122.4.4 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1132.4.5 Pin interrupts and Key-Wakeup (KWU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1142.4.6 Over-Current Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115


4 Freescale Semiconductor

2.5 Initialization and Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1152.5.1 Port Data and Data Direction Register writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1152.5.2 Over-Current Protection on EVDD1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Chapter 3Memory Mapping Control (S12ZMMCV1)

3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

3.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

3.3.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

3.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1253.4.1 Global Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1253.4.2 Illegal Accesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1273.4.3 Uncorrectable ECC Faults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Chapter 4Interrupt (S12ZINTV0)

4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1294.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131


4.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1324.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

4.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384.4.1 S12Z Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384.4.2 Interrupt Prioritization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384.4.3 Priority Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394.4.4 Reset Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394.4.5 Exception Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.4.6 Interrupt Vector Table Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

4.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.5.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.5.2 Interrupt Nesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414.5.3 Wake Up from Stop or Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142



Chapter 5Background Debug Controller (S12ZBDCV2)




5.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1525.4.1 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1525.4.2 Enabling BDC And Entering Active BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1525.4.3 Clock Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1535.4.4 BDC Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1535.4.5 BDC Access Of Internal Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1695.4.6 BDC Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1725.4.7 Serial Interface Hardware Handshake (ACK Pulse) Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1755.4.8 Hardware Handshake Abort Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1775.4.9 Hardware Handshake Disabled (ACK Pulse Disabled) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1785.4.10 Single Stepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1795.4.11 Serial Communication Timeout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

5.5 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1805.5.1 Clock Frequency Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

Chapter 6S12Z Debug (S12ZDBGV2) Module

6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1816.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1826.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1826.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1826.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1836.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

6.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1846.2.1 External Event Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1846.2.2 Profiling Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

6.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1856.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1856.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

6.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2096.4.1 DBG Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2096.4.2 Comparator Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2096.4.3 Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213



6.4.4 State Sequence Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2156.4.5 Trace Buffer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2166.4.6 Code Profiling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2256.4.7 Breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

6.5 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2306.5.1 Avoiding Unintended Breakpoint Re-triggering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2306.5.2 Debugging Through Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2306.5.3 Breakpoints from other S12Z sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2316.5.4 Code Profiling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Chapter 7ECC Generation Module (SRAM_ECCV1)

7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2337.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

7.2 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2337.2.1 Register Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2337.2.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

7.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2397.3.1 Aligned 2 and 4 Byte Memory Write Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2407.3.2 Other Memory Write Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2407.3.3 Memory Read Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2417.3.4 Memory Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2417.3.5 Interrupt Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2417.3.6 ECC Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2427.3.7 ECC Debug Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

Chapter 8S12 Clock, Reset and Power Management Unit (S12CPMU_UHV_V6)

8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2458.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2468.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2488.1.3 S12CPMU_UHV_V6 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

8.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2538.2.1 RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2538.2.2 EXTAL and XTAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2538.2.3 VSUP Regulator Power Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2538.2.4 VDDA, VSSA Regulator Reference Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2538.2.5 VDDX, VSSX Pad Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2538.2.6 BCTL Base Control Pin for external PNP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2548.2.7 VSS1,2 Core Ground Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2548.2.8 VDD Core Logic Supply Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2548.2.9 VDDF NVM Logic Supply Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2548.2.10 API_EXTCLK API external clock output pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2548.2.11 TEMPSENSE Internal Temperature Sensor Output Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254




8.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2958.4.1 Phase Locked Loop with Internal Filter (PLL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2958.4.2 Startup from Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2978.4.3 Stop Mode using PLLCLK as source of the Bus Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2978.4.4 Full Stop Mode using Oscillator Clock as source of the Bus Clock . . . . . . . . . . . . . . . 2988.4.5 External Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2998.4.6 System Clock Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

8.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3018.5.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3018.5.2 Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3028.5.3 Oscillator Clock Monitor Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3028.5.4 PLL Clock Monitor Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3028.5.5 Computer Operating Properly Watchdog (COP) Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3038.5.6 Power-On Reset (POR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3048.5.7 Low-Voltage Reset (LVR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

8.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3048.6.1 Description of Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

8.7 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3078.7.1 General Initialization Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3078.7.2 Application information for COP and API usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3078.7.3 Application Information for PLL and Oscillator Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

Chapter 9Analog-to-Digital Converter (ADC12B_LBA_V1)

9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3099.2 Key Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

9.2.1 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3129.2.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

9.3 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3169.3.1 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

9.4 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3179.4.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3179.4.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

9.5 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3539.5.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3539.5.2 Analog Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3539.5.3 Digital Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

9.6 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3679.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

9.7.1 ADC Conversion Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3679.7.2 ADC Sequence Abort Done Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367



9.7.3 ADC Error and Conversion Flow Control Issue Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3689.8 Use Cases and Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

9.8.1 List Usage CSL single buffer mode and RVL single buffer mode . . . . . . . . . . . . . . 3699.8.2 List Usage CSL single buffer mode and RVL double buffer mode . . . . . . . . . . . . . 3699.8.3 List Usage CSL double buffer mode and RVL double buffer mode . . . . . . . . . . . . . 3709.8.4 List Usage CSL double buffer mode and RVL single buffer mode . . . . . . . . . . . . . 3709.8.5 List Usage CSL double buffer mode and RVL double buffer mode . . . . . . . . . . . . . 3719.8.6 RVL swapping in RVL double buffer mode and related registers ADCIMDRI and

ADCEOLRI 3719.8.7 Conversion flow control application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3739.8.8 Continuous Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3759.8.9 Triggered Conversion Single CSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3769.8.10 Fully Timing Controlled Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377

Chapter 10Supply Voltage Sensor - (BATSV3)

10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37910.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37910.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37910.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

10.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38010.2.1 VSUP Voltage Supply Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380


10.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38510.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38510.4.2 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

Chapter 11Timer Module (TIM16B4CV3) Block Description

11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38911.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38911.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38911.1.3 Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

11.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39011.2.1 IOC3 - IOC0 Input Capture and Output Compare Channel 3-0 . . . . . . . . . . . . . . . . 391


11.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40311.4.1 Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40411.4.2 Input Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40511.4.3 Output Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405



11.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40611.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406

11.6.1 Channel [3:0] Interrupt (C[3:0]F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40611.6.2 Timer Overflow Interrupt (TOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406

Chapter 12Freescales Scalable Controller Area Network (S12MSCANV3)

12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40712.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40812.1.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40812.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40912.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

12.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41012.2.1 RXCAN CAN Receiver Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41012.2.2 TXCAN CAN Transmitter Output Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41012.2.3 CAN System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410

12.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41112.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41112.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41312.3.3 Programmers Model of Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433

12.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44412.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44412.4.2 Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44412.4.3 Identifier Acceptance Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44712.4.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45312.4.5 Low-Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45512.4.6 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45912.4.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

12.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46112.5.1 MSCAN initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46112.5.2 Bus-Off Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

Chapter 13Programmable Trigger Unit (PTUV2)


13.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46513.2.1 PTUT0 PTU Trigger 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46513.2.2 PTUT1 PTU Trigger 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46513.2.3 PTURE PTUE Reload Event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

13.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46613.3.1 Register Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466



13.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46813.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

13.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48413.4.2 Memory based trigger event list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48613.4.3 Reload mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48713.4.4 Async reload event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48713.4.5 Interrupts and error handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48813.4.6 Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

Chapter 14Pulse Width Modulator with Fault Protection (PMF15B6CV3)


14.2 Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49514.2.1 PWM0PWM5 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49514.2.2 FAULT0FAULT5 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49514.2.3 IS0IS2 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49514.2.4 Global Load OK Signal glb_ldok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49514.2.5 Commutation Event Signal async_event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49514.2.6 Commutation Event Edge Select Signal async_event_edge_sel[1:0] . . . . . . . . . . . 49614.2.7 PWM Reload Event Signals pmf_reloada,b,c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49614.2.8 PWM Reload-Is-Asynchronous Signal pmf_reload_is_async . . . . . . . . . . . . . . . . . 496


14.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52914.4.1 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52914.4.2 Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53014.4.3 PWM Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53014.4.4 Independent or Complementary Channel Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53414.4.5 Deadtime Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53514.4.6 Top/Bottom Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53714.4.7 Asymmetric PWM Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54314.4.8 Variable Edge Placement PWM Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54414.4.9 Double Switching PWM Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54514.4.10Output Polarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54714.4.11Software Output Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54714.4.12PWM Generator Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55014.4.13Fault Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555

14.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55714.6 Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55714.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55814.8 Initialization and Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558



14.8.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55814.8.2 BLDC 6-Step Commutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559

Chapter 15Serial Communication Interface (S12SCIV6)


15.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56615.2.1 TXD Transmit Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56615.2.2 RXD Receive Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566

15.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56615.3.1 Module Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56615.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567

15.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58015.4.1 Infrared Interface Submodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58115.4.2 LIN Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58115.4.3 Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58215.4.4 Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58315.4.5 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58415.4.6 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58915.4.7 Single-Wire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59715.4.8 Loop Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598

15.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59815.5.1 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59815.5.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59915.5.3 Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59915.5.4 Recovery from Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60215.5.5 Recovery from Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

Chapter 16Serial Peripheral Interface (S12SPIV5)

16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60316.1.1 Glossary of Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60316.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60316.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60316.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

16.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60516.2.1 MOSI Master Out/Slave In Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60516.2.2 MISO Master In/Slave Out Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60516.2.3 SS Slave Select Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60616.2.4 SCK Serial Clock Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606




16.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61516.4.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61616.4.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61716.4.3 Transmission Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61816.4.4 SPI Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62316.4.5 Special Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62416.4.6 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62516.4.7 Low Power Mode Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626

Chapter 17Gate Drive Unit (GDUV4/V5)

17.1 Differences GDUV4 vs GDUV5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62917.2 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630

17.2.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63017.2.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63017.2.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631

17.3 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63217.3.1 HD High-Side Drain Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63217.3.2 VBS[2:0] Bootstrap Capacitor Connection Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63217.3.3 HG[2:0] High-Side Gate Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63217.3.4 HS[2:0] High-Side Source Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63217.3.5 VLS[2:0] Voltage Supply for Low-Side Pre-Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632


17.5 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65317.5.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65317.5.2 Low-Side FET Pre-Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65417.5.3 High-Side FET Pre-Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65417.5.4 Charge Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65617.5.5 Desaturation Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65717.5.6 Phase Comparators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65817.5.7 Fault Protection Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65917.5.8 Current Sense Amplifier and Overcurrent Comparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66317.5.9 GDU DC Link Voltage Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66317.5.10Boost Converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66417.5.11Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665

17.6 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66617.6.1 FET Pre-Driver Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66617.6.2 Calculation of Bootstrap Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667



Chapter 18LIN/HV Physical Layer (S12LINPHYV3)


18.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67318.2.1 LIN LIN Bus Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67318.2.2 LGND LIN Ground Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67318.2.3 VLINSUP Positive Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67318.2.4 LPTxD LIN Transmit Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67318.2.5 LPRxD LIN Receive Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673


18.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68218.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68218.4.2 Slew Rate and LIN Mode Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68218.4.3 Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68318.4.4 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

18.5 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68918.5.1 Module Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68918.5.2 Interrupt handling in Interrupt Service Routine (ISR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689

Chapter 19Flash Module (S12ZFTMRZ)

19.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69119.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69219.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69319.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693

19.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69719.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697


19.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72219.4.1 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72219.4.2 IFR Version ID Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72219.4.3 Flash Block Read Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72219.4.4 Internal NVM resource . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72319.4.5 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72319.4.6 Allowed Simultaneous P-Flash and EEPROM Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72819.4.7 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72919.4.8 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74519.4.9 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746



19.4.10Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74619.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746

19.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74719.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 74719.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748

19.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748

Appendix AMCU Electrical Specifications

A.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749

Appendix BCPMU Electrical Specifications (VREG, OSC, IRC, PLL)

B.1 VREG Electrical Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765B.2 IRC and OSC Electrical Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767B.3 Phase Locked Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767

Appendix CADC Electrical Specifications

C.1 ADC Operating Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771

Appendix DLIN/HV PHY Electrical Specifications

D.1 Static Electrical Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777D.2 Dynamic Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 778

Appendix EGDU Electrical Specifications

E.1 GDU specifications for the S12ZVML and S12ZVMC devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781E.2 GDU preliminary specifications for the S12ZVM32 and S12ZVM16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783

Appendix F NVM Electrical Parameters

F.1 NVM Timing Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787F.2 NVM Reliability Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792F.3 NVM Factory Shipping Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792

Appendix GBATS Electrical Specifications

G.1 Static Electrical Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793G.2 Dynamic Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794



Appendix HSPI Electrical Specifications

H.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795

Appendix IMSCAN Electrical Specifications

Appendix JPackage Information

Appendix KOrdering Information

Appendix LDetailed Register Address Map

L.1 0x00000x0003 Part ID S12ZVMC, S12ZVML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811L.2 0x00000x0003 Part ID S12ZVM32, S12ZVM16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811L.3 0x00100x001F S12ZINT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812L.4 0x0070-0x00FF S12ZMMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812L.5 0x0100-0x017F S12ZDBG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813L.6 0x0200-0x02FF PIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817L.7 0x0380-0x039F FTMRZ128K512 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821L.8 0x03C0-0x03CF SRAM_ECC_32D7P. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822L.9 0x0500-x053F PMF15B6C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823L.10 0x0580-0x059F PTU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827L.11 0x05C0-0x05FF TIM0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829L.12 0x0600-0x063F ADC0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831L.13 0x0640-0x067F ADC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833L.14 0x06A0-0x06BF GDU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835L.15 0x06C0-0x06DF CPMU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836L.16 0x06F0-0x06F7 BATS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 838L.17 0x0700-0x0707 SCI0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839L.18 0x0710-0x0717 SCI1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840L.19 0x0780-0x0787 SPI0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840L.20 0x08000x083F CAN0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 841L.21 0x0980-0x0987 LINPHY0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842



Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVM-Family

Table 1-1. Revision History

1.1 Introduction

The MC9S12ZVM-Family is an automotive 16-bit microcontroller family using the NVM + UHV technology that offers the capability to integrate 40 V analog components. This family reuses many features from the existing S12/S12X portfolio. The particular differentiating features of this family are the enhanced S12Z core, the combination of dual-ADC synchronized with PWM generation and the integration of high-voltage analog modules, including the voltage regulator (VREG), Gate Drive Unit (GDU) and a Local Interconnect Network (LIN) physical layer. These features enable a fully integrated single chip solution to drive up to 6 external power MOSFETs for BLDC or PMSM motor drive applications.

The MC9S12ZVM-Family includes error correction code (ECC) on RAM and flash memory, EEPROM for diagnostic or data storage, a fast analog-to-digital converter (ADC) and a frequency modulated phase locked loop (IPLL) that improves the EMC performance. The MC9S12ZVM-Family delivers an optimized solution with the integration of several key system components into a single device, optimizing system architecture and achieving significant space savings. The MC9S12ZVM-Family delivers all the advantages and efficiencies of a 16-bit MCU while retaining the low cost, power consumption, EMC, and code-size efficiency advantages currently enjoyed by users of existing S12(X) families. The MC9S12ZVM-Family is available in different pin-out options, using the 64-pin LQFP-EP and 48-pin LQFP-EP packages to accommodate LIN, CAN and external PWM based application interfaces. In addition to the I/O ports available in each module, further I/O ports are available with interrupt capability allowing wake-up from stop or wait modes.

The MC9S12ZVM-Family is a general-purpose family of devices suitable for a range of applications, including:

3-phase sensorless BLDC motor control for

VersionNumber

RevisionDate

Sections Affected

Description of Changes

1.5 19.Jun.2013 Section 1.2.3Section 1.4.8Section 1.6.2

Documented differences between 0N95G and 1N95G masksets Updated LINPHY feature list Updated Part ID table

1.6 03.Jan.2014 Section 1.2.2 Removed false reference to modified clock monitor assert frequency

1.7 26.Feb.2014 Section 1.2.1Table 1-4

Section 1.4.17Figure 1-5

Section 1.8.6Section 1.7.4

Added S12ZVM32 and S12ZVM16 information to derivative table Updated PartID Table Added HVPHY feature for S12ZVM32 and S12ZVM16 Added HVPHY feature for S12ZVM32 and S12ZVM16 Added HVPHY feature for S12ZVM32 and S12ZVM16 Added 48LQFP-EP for S12ZVM32 and S12ZVM16




Fuel pump

Water pump

Oil pump

A/C compressor

HVAC blower

Engine cooling fan

Electric vehicle battery cooling fan

Brush DC motor control that need driving in 2 directions, along with PWM control for

Reversible wiper

Trunk opener

1.2 Features

This section describes the key features of the MC9S12ZVM-Family.

1.2.1 MC9S12ZVM-Family Member Comparison

Table 1-2 provides a summary of feature set differences within the MC9S12ZVM-Family. The S12ZVM32 and S12ZVM16 devices feature GDU specification V5. The other devices in the family feature GDU specification V4. The differences between GDU V4 and V5 is summarized in the GDU chapter introduction. All other features are common to all MC9S12ZVM-Family members.

Table 1-2. S12ZVM -Family Differences

Feature ZVML128 ZVMC128 ZVML64 ZVMC64 ZVML32 ZVM32(1) ZVM32(2) ZVM16(1) ZVM16(1)

Flash 128 KB 128 KB 64 KB 64 KB 32 KB 32 KB 32 KB 16 KB 16 KB

EEPROM 512 Bytes 512 Bytes 512 Bytes 512 Bytes 512 Bytes 128 Bytes 128 Bytes 128 Bytes 128 Bytes

RAM 8 KB 8 KB 4 KB 4 KB 4 KB 4 KB 4 KB 2 KB 2 KB

Package 64LQFP-EP 64LQFP-EP 64LQFP-EP 64LQFP-EP 64LQFP-EP 64LQFP-EP 48LQFP-EP 64LQFP-EP 48LQFP-EP

LINPHY 1 1 1

CAN VREG 1 1

HVPHY 1 1 1 1

SCI(3) 2 2 2 2 2 1 1 1 1

SPI 1 1 1 1 1 1 0 1 0

ADC channels 4+5 4+5 4+5 4+5 4+5 4+5 1+3 4+5 1+3

PMF channels 6 6 6 6 6 6 6 6 6

TIM channels 4 4 4 4 4 4 3 4 3

MSCAN(4) 1 1 1 1 1

External FET

Nominal Gate

Charge (nC)

75 75 75 75 75 50 50 50 50




1.2.2 Functional Differences Between N06E and 0N95G Masksets

NOTE

N95G also includes bug fixes that are not listed here because they do not constitute specification changes. Please refer to the Mask Set Errata documents for details.

Device Level

Changed BDC fast clock source from core clock to bus clock

Added exposed pad electrical connection to die VSS.

Device level current injection immunity improved

GDU register address range changed

Removed mapping of VRL to PAD7

Added ADC reference voltages to IFR

Increased over voltage detect thresholds to allow operating range up to 26.5V

GDU

Added status flags for overvoltage on HD pin and low voltage on VLS

Blanking time: start internal blanking time generator with HGx/LGx instead of PWM signal

Added over current shutdown feature

Added low pass filter to desaturation comparators

SCI V6 replaces V5

Enhanced baud rate options

LINPHY

Direct Power Injection (DPI) robustness improvements

TX dominant timeout feature

Internal pull-up adjusted to stay in 27KOhm to 40KOhm range

OSC, CPMU:

Added full swing Pierce mode

GDU version V4 V4 V4 V4 V4 V5 V5 V5 V5

GDU external

bootstrap diode

Required Required Required Required Required Not

Required

Not

Required

Not

Required

Not

Required

DBG version Standard Standard Standard Standard Standard Lite Lite Lite Lite

1. Information relating to these derivatives is preliminary

2. Information relating to these derivatives is preliminary

3. Options featuring a single SCI include the SCI1 instantiation

4. External CAN physical interface required

Table 1-2. S12ZVM -Family Differences

Feature ZVML128 ZVMC128 ZVML64 ZVMC64 ZVML32 ZVM32(1) ZVM32(2) ZVM16(1) ZVM16(1)




Added a configuration bit OMRE (Oscillator Monitor Reset Enable) that will enable the Monitor Reset. By default, clock monitor reset disabled (OMRE=0).

PTU:

Allow swapping the trigger list at every reload event with load_ok active

Made the TG0LIST and TG1LIST writable if the associated TG0/TG1 is disabled

Allow SW to clear the PTULDOK bit when the PTU is disabled

FTMRZ:

Added wait state configuration option bits for bus accesses

Removed interdependency of DFDF and SFDIF bits

Changed FTMRZ behavior when forbidden simultaneous P-flash/D-flash operations occur

DBG:

Added register access restrictions when DBG is disarmed but a profiling transmission is still active

Added a register bit to indicate that the profiling transmission is still active

BDC

Improved handling of attempted internal accesses during STOP mode

1.2.3 Functional Differences Between 1N95G and 0N95G Masksets

GDU version changed from V2 to V4

Added low side driver shutdown flexibility in overvoltage case

Switched off if overvoltage condition and GOCA1=1

Switched on if overvoltage condition and GOCA1=0

Changed time constant of HD overvoltage monitor to improve noise filtering

1.3 Chip-Level Features

On-chip modules available within the family include the following features:

S12Z CPU core

128, 64, 32 or 16KB on-chip flash with ECC

512 or128 byte EEPROM with ECC

8, 4 or 2 KB on-chip SRAM with ECC

Phase locked loop (IPLL) frequency multiplier with internal filter

1 MHz internal RC oscillator with +/-1.3% accuracy over rated temperature range

4-20MHz amplitude controlled pierce oscillator

Internal COP (watchdog) module

6-channel, 15-bit pulse width modulator with fault protection (PMF)

Low side and high side FET pre-drivers for each phase

Gate drive pre-regulator




LDO (Low Dropout Voltage Regulator) (typically 11V)

High side gate supply generated using bootstrap circuit with external diode and capacitor

Sustaining charge pump with two external capacitors and diodes

High side drain (HD) monitoring on internal ADC channel using HD/5 voltage

Two parallel analog-to-digital converters (ADC) with 12-bit resolution and up to 9 channels available on external pins

Programmable Trigger Unit (PTU) for synchronization of PMF and ADC

One serial peripheral interface (SPI) module

One serial communication interface (SCI) module with interface to internal LIN physical layer transceiver (with RX connected to a timer channel for frequency calibration purposes, if desired)

Up to one additional SCI (not connected to LIN physical layer)

On-chip LIN physical layer transceiver fully compliant with the LIN 2.2 standard (S12ZVML versions)

One High Voltage physical interface. (S12ZVM32, S12ZVM16 versions only)

4-channel timer module (TIM) with input capture/output compare

MSCAN (1 Mbit/s, CAN 2.0 A, B software compatible) module

On-chip voltage regulator (VREG) for regulation of input supply and all internal voltages

Optional VREG ballast control output to supply an external CAN physical layer

Two current sense circuits for overcurrent detection or torque measurement

Autonomous periodic interrupt (API)

20mA high-current output for use as Hall sensor supply

Supply voltage sense with low battery warning

Chip temperature sensor

1.4 Module Features

The following sections provide more details of the integrated modules.

1.4.1 S12Z Central Processor Unit (CPU)

The S12Z CPU is a revolutionary high-speed core, with code size and execution efficiencies over the S12X CPU. The S12Z CPU also provides a linear memory map eliminating the inconvenience and performance impact of page swapping.

Harvard Architecture - parallel data and code access

3 stage pipeline

32-Bit wide instruction and databus

32-Bit ALU

24-bit addressing, of 16MB linear address space

Instructions and Addressing modes optimized for C-Programming & Compiler

Optimized address path so it is able to run without Flash wait states




MAC unit 32bit += 32bit*32bit

Hardware divider

Single cycle multi-bit shifts (Barrel shifter)

Special instructions for fixed point math

Unimplemented opcode traps

Unprogrammed byte value (0xFF) defaults to SWI instruction

1.4.1.1 Background Debug Controller (BDC)

Background debug controller (BDC) with single-wire interface

Non-intrusive memory access commands

Supports in-circuit programming of on-chip nonvolatile memory

1.4.1.2 Debugger (DBG)

Enhanced DBG module including:

Four comparators (A, B, C and D) each configurable to monitor PC addresses or addresses of data accesses

A and C compare full address bus and full 32-bit data bus with data bus mask register

B and D compare full address bus only

Three modes: simple address/data match, inside address range, or outside address range

Tag-type or force-type hardware breakpoint requests

State sequencer control

64 x 64-bit circular trace buffer to capture change-of-flow addresses or address and data of every access

Begin, End and Mid alignment of tracing to trigger

Profiling mode for external visibility of internal program flow

1.4.2 Embedded Memory

1.4.2.1 Memory Access Integrity

Illegal address detection

ECC support on embedded NVM and system RAM

1.4.2.2 Flash

On-chip flash memory on the MC9S12ZVM-family on the features the following:

mc9s12zvm-family reference manual · included nvm timing parameters for the s12zvm32 and s12zvm16...

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