NXP Semiconductors MC9S12ZVMB-Family, S12 MagniV Reference Manual
S12 MagniV
Microcontrollers
nxp.com
MC9S12ZVMB-Family
Reference Manual
Rev. 1.3
07 MAR 2017
MC9S12ZVMBRM
The MC9S12ZVMB-Family is targeted for safety relevant systems and has been developed using
an ISO26262 compliant development system under the NXP Safe Assure program. For details of
device usage in safety relevant systems refer to the MC9S12ZVMB Safety Manual.
The document revision on the Internet is the most current. To verify this is the latest revision, refer to:
nxp.com
This document contains information for all modules except the CPU. For CPU information please refer to
the CPU S12Z Reference Manual. The following revision history table summarizes changes to this
document. The individual module sections contain revision history tables with more detailed information..
Table 0-1. Revision History
Date Revision Description
Updated family member comparison table
26 Nov 2015 1.1
24 Mar 2016 1.2
16 Sep 2016
07 Mar 2017 1.3
1.3
DRAFT A
Corrected Figure 1-10
Updated ordering information in Appendix K
Added Grade0 row to device summary Table 1-2
Corrected number of external ADC channels Section 1.4.11
Specified unused VSUPHS must be connected to VSUP or VDDX Section 1.7.3.6
Adjusted VREG temperature sensor electrical parameter valuesTa b le B -1
Changed ADC maximum frequency from 8.34MHz to 8MHz Table C-1
Adjusted HVI input resistance in PIM chapter Figure 2-42
Corrected pin name from VRH0 to VRH_0 Figure 1-4
Minor formating and error corrections (see PIM, GDU, SRAM_ECC revision histories)
Corrected write access limitations for GDU registers
Added bootstrap switch diode to GDU Figure 18-17
Added GDU current sense unity bandwidth and input resistance to Ta bl e E- 1
Changed RESET pin input pulse passed parameter minimum value Ta b le A -11
Added bootstrap diode resistance parameter Table E-1
Added to applications list in device overview
Added temperature sensor application information Section 1.13.1
Renamed CPMU alternate temperature sensor to DVBE temperature sensor
Enhanced power dissipation info Table A-7, Figure A-2
Updated PT2 leakage values Table A-10
Updated current consumption values Table A-16, Tab l e A -1 7
Updated DVBE temperature sensor values Ta bl e B - 1
Updated VBG temperature dependence value, Ta b le B -1
Added desaturation thresholds to GDU electrical specification Ta bl e E -1
Updated VLS current limit threshold Table E-1
Added parameter GHD division ratio through phase mux.Ta bl e E - 1
Clarified VDDX range for test and characterization Ta b le A -1 0, Ta bl e C - 1
Updated ISUPS values at 105C Ta b le A -1 7
Updated V
Updated temperature sensor application information Section 1.13.1
Updated GDU t
Added R
Updated gate drive footnote Ta bl e E -1
Updated current injection considerations C.1.1.4/C-692, Table A-12
parameter value Table B-1
DVBE
, t
delon
deloff
bsdon
and I
parameter values Table E-1
VBS
parameter values Tab le E -1
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
2 NXP Semiconductors
Chapter 1
Device Overview MC9S12ZVMB-Family
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.1 MC9S12ZVMB-Family member comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.2 ADC module versions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.3 S12ZVMBA versions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3 Chip-Level features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.4 Module features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4.1 S12Z central processor unit (CPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4.2 Embedded memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4.3 Clocks, reset & power management unit (CPMU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4.4 External oscillator (XOSCLCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.5 4 channel timer (TIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.6 Pulse width modulator with fault protection (PMF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.7 Programmable trigger unit (PTU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.8 LIN physical layer transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.9 Serial communication interface module (SCI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.10 Serial peripheral interface module (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.11 Analog-to-digital converter module (ADC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.12 Supply voltage sensor (BATS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.13 On-chip voltage regulator system (VREG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.14 Gate drive unit (GDU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.15 High side driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.5 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.6 Device memory map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.6.1 Part ID assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7 Signal description and device pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7.1 Pin assignment overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7.2 Detailed external signal descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7.3 Power supply pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1.7.4 Package and pinouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.7.5 Pin and signal mapping overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.8 Internal signal mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.8.1 ADC connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.8.2 GDU timer connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.8.3 PTU connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.8.4 PMF connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.8.5 Motor control loop interface connectivity overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.8.6 BDC clock source connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.8.7 LINPHY connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.8.8 FTMRZ connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.8.9 CPMU connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.9 Modes of operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.9.1 Chip configuration modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 3
1.9.2 Debugging modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.9.3 Low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.10 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.10.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.10.2 Securing the microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.10.3 Operation of the secured microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
1.10.4 Unsecuring the microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
1.10.5 Reprogramming the security bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.10.6 Complete memory erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.11 Resets and interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.11.1 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.11.2 Interrupt vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
1.11.3 Effects of reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.12 Module device level dependencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.12.1 CPMU COP and GDU GSUF configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.12.2 Flash IFR mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
1.12.3 BDC command restriction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
1.13 Application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.13.1 Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.13.2 SCI baud rate detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
1.13.3 BDCM complementary mode operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
1.13.4 Power domain considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Chapter 2
Port Integration Module (S12ZVMBPIMV3)
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
2.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.2.1 Internal Routing Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.3.1 Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.3.2 PIM Registers 0x0200-0x020F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2.3.3 PIM Generic Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
2.3.4 PIM Generic Register Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
2.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.2 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.3 Pin I/O Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.4.4 Pull Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.4.5 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.4.6 High-Voltage Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.5 Initialization and Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.5.1 Port Data and Data Direction Register writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.5.2 SCI Baud Rate Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
4 NXP Semiconductors
2.5.3 Over-Current Protection on PP0 (EVDD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2.5.4 Over-Current Protection on PT2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2.5.5 Open Input Detection on PL[2:0] (HVI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Chapter 3
Memory Mapping Control (S12ZMMCV1)
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.3.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.1 Global Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.2 Illegal Accesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.4.3 Uncorrectable ECC Faults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Chapter 4
Interrupt (S12ZINTV0)
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
4.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
4.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
4.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
4.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
4.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
4.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
4.4.1 S12Z Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.4.2 Interrupt Prioritization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.4.3 Priority Decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.4.4 Reset Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.4.5 Exception Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.4.6 Interrupt Vector Table Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.5.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.5.2 Interrupt Nesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.5.3 Wake Up from Stop or Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 5
Chapter 5
Background Debug Controller (S12ZBDCV2)
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.4.1 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.4.2 Enabling BDC And Entering Active BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.4.3 Clock Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
5.4.4 BDC Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
5.4.5 BDC Access Of Internal Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.4.6 BDC Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
5.4.7 Serial Interface Hardware Handshake (ACK Pulse) Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
5.4.8 Hardware Handshake Abort Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.4.9 Hardware Handshake Disabled (ACK Pulse Disabled) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
5.4.10 Single Stepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
5.4.11 Serial Communication Timeout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
5.5 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
5.5.1 Clock Frequency Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Chapter 6
S12Z DebugLite (S12ZDBGV3) Module
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
6.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
6.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
6.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.2.1 External Event Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
6.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
6.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
6.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
6.4.1 DBG Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
6.4.2 Comparator Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
6.4.3 Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
6.4.4 State Sequence Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
6 NXP Semiconductors
6.4.5 Breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
6.5 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
6.5.1 Avoiding Unintended Breakpoint Re-triggering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
6.5.2 Breakpoints from other S12Z sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Chapter 7
ECC Generation Module (SRAM_ECCV3)
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
7.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
7.2 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
7.2.1 Register Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
7.2.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
7.3 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
7.3.1 Aligned Memory Write Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.3.2 Non-aligned Memory Write Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.3.3 Memory Read Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
7.3.4 Memory Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
7.3.5 Interrupt Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
7.3.6 ECC Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
7.3.7 ECC Debug Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Chapter 8
S12 Clock, Reset and Power Management Unit (S12CPMU_UHV_V11)
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
8.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
8.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
8.1.3 S12CPMU_UHV_V11 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2.1 RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2.2 EXTAL and XTAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2.3 VSUP — Regulator Power Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2.4 VDDA, VSSA — Regulator Reference Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2.5 VDDX, VSSX — Pad Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.2.6 BCTL — Base Control Pin for external PNP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
8.2.7 VSS — Core Logic Ground Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
8.2.8 VDD — Internal Regulator Output Supply (Core Logic) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
8.2.9 VDDF — Internal Regulator Output Supply (NVM Logic) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
8.2.10 API_EXTCLK — API external clock output pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
8.2.11 TEMPSENSE — Internal Temperature Sensor Output Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
8.2.12 DVBE TEMPSENSE — DVBE Internal Temperature Sensor Output Voltage . . . . . . 230
8.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
8.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
8.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
8.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 7
8.4.1 Phase Locked Loop with Internal Filter (PLL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
8.4.2 Startup from Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
8.4.3 Stop Mode using PLLCLK as source of the Bus Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
8.4.4 Full Stop Mode using Oscillator Clock as source of the Bus Clock . . . . . . . . . . . . . . . 276
8.4.5 External Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
8.4.6 System Clock Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
8.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
8.5.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
8.5.2 Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
8.5.3 Oscillator Clock Monitor Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
8.5.4 PLL Clock Monitor Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
8.5.5 Computer Operating Properly Watchdog (COP) Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
8.5.6 Power-On Reset (POR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
8.5.7 Low-Voltage Reset (LVR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
8.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
8.6.1 Description of Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
8.7 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
8.7.1 General Initialization Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
8.7.2 Application information for COP and API usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
8.7.3 Application Information for PLL and Oscillator Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
Chapter 9
Analog-to-Digital Converter
9.1 Differences ADC12B_LBA V1 vs V2 vs V3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
9.2 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
9.3 Key Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
9.3.1 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
9.3.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
9.4 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
9.4.1 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
9.5 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
9.5.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
9.5.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
9.6 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
9.6.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
9.6.2 Analog Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
9.6.3 Digital Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
9.7 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
9.8 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
9.8.1 ADC Conversion Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
9.8.2 ADC Sequence Abort Done Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
9.8.3 ADC Error and Conversion Flow Control Issue Interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
9.9 Use Cases and Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
9.9.1 List Usage — CSL single buffer mode and RVL single buffer mode . . . . . . . . . . . . . . 350
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
8 NXP Semiconductors
9.9.2 List Usage — CSL single buffer mode and RVL double buffer mode . . . . . . . . . . . . . 350
9.9.3 List Usage — CSL double buffer mode and RVL double buffer mode . . . . . . . . . . . . . 351
9.9.4 List Usage — CSL double buffer mode and RVL single buffer mode . . . . . . . . . . . . . 351
9.9.5 List Usage — CSL double buffer mode and RVL double buffer mode . . . . . . . . . . . . . 352
9.9.6 RVL swapping in RVL double buffer mode and related registers ADCIMDRI and
ADCEOLRI 352
9.9.7 Conversion flow control application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
9.9.8 Continuous Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
9.9.9 Triggered Conversion — Single CSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
9.9.10 Fully Timing Controlled Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
Chapter 10
Supply Voltage Sensor - (BATSV3)
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
10.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
10.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
10.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
10.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
10.2.1 VSUP — Voltage Supply Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
10.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
10.3.1 Register Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
10.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
10.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
10.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
10.4.2 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
Chapter 11
Timer Module (TIM16B4CV3) Block Description
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
11.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
11.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
11.1.3 Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
11.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
11.2.1 IOC3 - IOC0 — Input Capture and Output Compare Channel 3-0 . . . . . . . . . . . . . . . . 371
11.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
11.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
11.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
11.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
11.4.1 Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
11.4.2 Input Capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
11.4.3 Output Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
11.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
11.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
11.6.1 Channel [3:0] Interrupt (C[3:0]F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 9
11.6.2 Timer Overflow Interrupt (TOF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
Chapter 12
Pulse Width Modulator with Fault Protection (PMF15B6CV4)
12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
12.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
12.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
12.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
12.2 Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
12.2.1 PWM0–PWM5 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
12.2.2 FAULT0–FAULT5 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
12.2.3 IS0–IS2 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
12.2.4 Global Load OK Signal — glb_ldok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
12.2.5 Commutation Event Signal — async_event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
12.2.6 Commutation Event Edge Select Signal — async_event_edge_sel[1:0] . . . . . . . . . . . 392
12.2.7 PWM Reload Event Signals — pmf_reloada,b,c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
12.2.8 PWM Reload-Is-Asynchronous Signal — pmf_reload_is_async . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
12.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
12.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
12.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
12.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
12.4.1 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
12.4.2 Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
12.4.3 PWM Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
12.4.4 Independent or Complementary Channel Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
12.4.5 Deadtime Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
12.4.6 Top/Bottom Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
12.4.7 Asymmetric PWM Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
12.4.8 Variable Edge Placement PWM Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
12.4.9 Double Switching PWM Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
12.4.10Output Polarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
12.4.11Software Output Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
12.4.12PWM Generator Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
12.4.13Fault Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
12.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
12.6 Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
12.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
12.8 Initialization and Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
12.8.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
12.8.2 BLDC 6-Step Commutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
Chapter 13
Programmable Trigger Unit (PTUV3)
13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
10 NXP Semiconductors
13.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
13.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
13.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
13.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
13.2.1 PTUT0 — PTU Trigger 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
13.2.2 PTURE — PTUE Reload Event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
13.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
13.3.1 Register Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
13.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
13.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
13.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
13.4.2 Memory based trigger event list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
13.4.3 Reload mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
13.4.4 Async reload event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
13.4.5 Interrupts and error handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
13.4.6 Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
Chapter 14
Serial Communication Interface (S12SCIV6)
14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
14.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
14.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
14.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
14.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
14.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
14.2.1 TXD — Transmit Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
14.2.2 RXD — Receive Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
14.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
14.3.1 Module Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
14.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
14.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
14.4.1 Infrared Interface Submodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
14.4.2 LIN Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
14.4.3 Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
14.4.4 Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
14.4.5 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
14.4.6 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
14.4.7 Single-Wire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
14.4.8 Loop Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
14.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
14.5.1 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
14.5.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
14.5.3 Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
14.5.4 Recovery from Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
14.5.5 Recovery from Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 11
Chapter 15
Serial Peripheral Interface (S12SPIV5)
15.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
15.1.1 Glossary of Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
15.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
15.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
15.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
15.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
15.2.1 MOSI — Master Out/Slave In Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
15.2.2 MISO — Master In/Slave Out Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
15.2.3 SS — Slave Select Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
15.2.4 SCK — Serial Clock Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
15.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
15.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
15.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
15.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
15.4.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
15.4.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
15.4.3 Transmission Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532
15.4.4 SPI Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
15.4.5 Special Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
15.4.6 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
15.4.7 Low Power Mode Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
Chapter 16
High-Side Driver Module - HSDRV2C (HSDRV2CV3)
16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
16.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
16.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
16.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
16.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
16.2.1 HS[0], HS[1] — High Side Driver Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
16.2.2 VSUPHS — High Side Driver Power Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
16.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
16.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
16.3.2 Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
16.3.3 Port HS Data Register (HSDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
16.3.4 HSDRV2C Configuration Register (HSCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
16.3.5 HSDRV2C Slew Rate Control Register (HSSLR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
16.3.6 Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
16.3.7 HSDRV2C Status Register (HSSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
16.3.8 HSDRV2C Interrupt Enable Register (HSIE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
16.3.9 HSDRV2C Interrupt Flag Register (HSIF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
16.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
12 NXP Semiconductors
16.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
16.4.2 Open Load Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
16.4.3 Over-Current Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
16.4.4 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553
Chapter 17
LIN Physical Layer (S12LINPHYV2)
17.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
17.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
17.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
17.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
17.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
17.2.1 LIN — LIN Bus Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
17.2.2 LGND — LIN Ground Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
17.2.3 VLINSUP — Positive Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
17.2.4 LPTxD — LIN Transmit Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
17.2.5 LPRxD — LIN Receive Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
17.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
17.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
17.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
17.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
17.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
17.4.2 Slew Rate and LIN Mode Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
17.4.3 Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
17.4.4 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569
17.5 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
17.5.1 Module Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
17.5.2 Interrupt handling in Interrupt Service Routine (ISR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
Chapter 18
Gate Drive Unit (GDU2PHV2)
18.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
18.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
18.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575
18.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
18.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
18.2.1 GHD — High-Side Drain Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
18.2.2 VBS[1:0] — Bootstrap Capacitor Connection Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
18.2.3 GHG[1:0] — High-Side Gate Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
18.2.4 GHS[1:0] — High-Side Source Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
18.2.5 VLS[1:0] — Voltage Supply for Low-Side Pre-Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
18.2.6 GLG[1:0] — Low-Side Gate Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
18.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579
18.3.1 Register Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 13
18.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581
18.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
18.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
18.4.2 Low-Side FET Pre-Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
18.4.3 High-Side FET Pre-Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
18.4.4 Charge Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
18.4.5 Desaturation Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
18.4.6 Phase Comparators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
18.4.7 Fault Protection Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
18.4.8 Current Sense Amplifier and Overcurrent Comparator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
18.4.9 GDU DC Link Voltage Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
18.4.10Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606
18.5 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
18.5.1 FET Pre-Driver Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
18.5.2 GDU Intrinsic Dead Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
18.5.3 On Chip GDU tdelon and tdeloff Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
Chapter 19
Flash Module (S12ZFTMRZ)
19.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613
19.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614
19.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614
19.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
19.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617
19.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618
19.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618
19.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622
19.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
19.4.1 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
19.4.2 IFR Version ID Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
19.4.3 Flash Block Read Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
19.4.4 Internal NVM resource . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643
19.4.5 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
19.4.6 Allowed Simultaneous P-Flash and EEPROM Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648
19.4.7 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
19.4.8 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665
19.4.9 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666
19.4.10Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666
19.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666
19.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666
19.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 667
19.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667
19.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
14 NXP Semiconductors
Appendix A
MCU Electrical Specifications
A.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669
A.2 I/O Pin Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
A.3 Supply Currents. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681
Appendix B
CPMU Electrical Specifications (VREG, OSC, IRC, PLL)
B.1 VREG Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685
B.2 Reset and Stop Timing Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686
B.3 IRC and OSC Electrical Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686
B.4 Phase Locked Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687
Appendix C
ADC Electrical Specifications
C.1 ADC Operating Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691
Appendix D
LINPHY Electrical Specifications
D.1 Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697
D.2 Static Electrical Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697
D.3 Dynamic Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698
Appendix E
GDU Electrical Specifications
E.1 Operating Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701
Appendix F
HSDRV Electrical Specifications
F.1 Operating Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705
F.2 Static Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705
F.3 Dynamic Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707
Appendix G
NVM Electrical Specifications
G.1 NVM Timing Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709
G.2 NVM Reliability Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710
G.3 NVM Factory Shipping Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711
Appendix H
BATS Electrical Specifications
H.1 Static Electrical Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713
H.2 Dynamic Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 15
Appendix I
SPI Electrical Specifications
I.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715
Appendix J
Package Information
J.1 64LQFP Package Mechanical Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719
J.2 48LQFP Package Mechanical Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722
Appendix K
Ordering Information
Appendix L
Detailed Register Address Map
L.1 0x0000–0x0003 Part ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
L.2 0x0010–0x001F S12ZINT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
L.3 0x0070-0x00FF S12ZMMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
L.4 0x0100-0x017F S12ZDBG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
L.5 0x0200-0x037F PIM Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730
L.6 0x0380-0x039F FTMRZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735
L.7 0x03C0-0x03CF SRAM_ECC_32D7P. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737
L.8 0x0400-0x042F TIM1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738
L.9 0x0500-x053F PMF15B6C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
L.10 0x0580-0x059F PTU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
L.11 0x05C0-0x05EF TIM0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745
L.12 0x0600-0x063F ADC0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747
L.13 0x06A0-0x06BF GDU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748
L.14 0x06C0-0x06DF CPMU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750
L.15 0x06F0-0x06F7 BATS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751
L.16 0x0700-0x0707 SCI0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752
L.17 0x0710-0x0717 SCI1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753
L.18 0x0780-0x0787 SPI0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753
L.19 0x0980-0x0987 LINPHY0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754
L.20 0x09C0-0x09C7 HSDRV0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
16 NXP Semiconductors
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
Table 1-1. Revision History
Version
Number
0.4 11.Jun.2015 General Initial version for S12ZVMB64 product
0.5 16.Jul.2015 General Removed async_event connections
0.6 17.Jul.2016 Section 1.1 Added applications
Revision
Date
Sections
Affected
Description of Changes
Added GDU to TIM1 IC2 connection
Changed pin order to improve VLS bond out
1.1 Introduction
The S12 MagniV product line is a highly optimized, automotive family of devices which integrate, beside
the typical digital peripherals, additional analog battery level (12 V) components.
The MC9S12ZVMB-Family is a new member of the S12 MagniV product line based on the enhanced
performance, linear address space S12Z core and 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 particular differentiating features of this family are the enhanced S12Z core, the combination of an
ADC synchronized to PWM signals using a Programmable Trigger Unit (PTU) 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 external power MOSFETs for motor drive applications.
The MC9S12ZVMB-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 (PLL) that improves the EMC performance. The MC9S12ZVMB-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 families. In addition to the
peripheral module I/O ports, further I/O ports are available with interrupt capability allowing wake-up
from stop or wait modes.
The MC9S12ZVMB-Family is a general-purpose family of devices suitable for a range of applications,
including:
• Brush DC motors that need driving in 2 directions, along with PWM control for
— Window lift
— Trunk opener
— Sun roof
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductor 17
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
— Sliding doors
— Seat positioning
1.2 Features
This section describes the key features of the MC9S12ZVMB-Family.
1.2.1 MC9S12ZVMB-Family member comparison
Table 1-2 provides a summary of feature set differences within the MC9S12ZVMB-Family. All other
features are common to all family members.
Table 1-2. MC9S12ZVMB-Family devices
Feature S12ZVMBA S12ZVMB
Flash memory 64 KB 48 KB 64 KB 48 KB 64 KB 48 KB 64 KB 48 KB
Package option LQFP48 LQFP64 LQFP48 LQFP64
Grade 0 qualification
(Ta up to 150
EEPROM 512 Byte
RAM 4 KB
C)
Yes No Yes No
Physical Layer LIN
High Voltage Inputs 3
High Side Drivers 2
FET pre-driver (GDU) 2 HS + 2 LS
Max. PWM frequency 20 kHz
Integrated Current Sense Op-Amp 1
VREG ballast transistor support yes
SCI 2
SPI 1
16-Bit Timer channels 4+4
15-bit PMF channels
ADC channels mapped to pins 5 9 5 9
EVDD (20 mA source) 1
NGPIO (25 mA sink) 1
General purpose I/O 15 24 15 24
1. One SCI internally mapped to LIN physical layer
2. Four PWM channels internally mapped to GDU, 2 PWM channels for GPIO/HS
(2)
(1)
6
Max. PWM frequency 1 kHz
2 HS + 2 LS
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
18 NXP Semiconductors
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
1.2.2 ADC module versions
This device family features ADC V3. The ADC module description includes a superset of features for V1,
V2 and V3. It also summarizes these minor version differences.
1.2.3 S12ZVMBA versions
The FET-Predriver on the S12ZVMB version cannot be driven directly from the PMF PWM channels at a
frequency of greater than 1KHz. Otherwise the S12ZVMB device is identical to the S12ZVMBA device.
1.3 Chip-Level features
On-chip modules available within the family include the following features:
• S12Z CPU core
• 64 KB or 48 KB on-chip flash with ECC
• 512 Byte EEPROM with ECC
• 4 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 junction temperature range up to 150C
• 4-20 MHz 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 (11 V LDO)
— High-side gate supply generated using bootstrap circuit with internal diode and external
capacitor
— Sustaining charge pump with two external capacitors and diodes
— High-side drain (GHD) monitoring on internal ADC channel using GHD/5 voltage
• Analog-to-digital converter (ADC) with 10-bit resolution and up to 9 channels available on
external pins
• 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)
• One additional SCI (not connected to LIN physical layer)
• On-chip LIN physical layer transceiver fully compliant with the LIN 2.2 and SAE J2602-2
standards
• Two 4-channel timer modules (TIM) with input capture/output compare
• One programmable trigger unit (PTU) for ADC trigger synchronization
• On-chip voltage regulator (VREG) for regulation of input supply and all internal voltages
• One current sense circuit for over-current detection or torque measurement
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 19
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
• Autonomous periodic interrupt (API)
• Two High-side Driver outputs
• Three High Voltage Input (HVI) pins
• One 20mA high-current output for use as Hall sensor supply
• Supply voltage sensor with low battery warning
• One high current (25 mA sink) NGPIO
• 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 arithmetic logic unit (ALU)
• 24-bit addressing, of 16 MByte linear address space
• Instruction and addressing modes optimized for C-programming & compilation
— Multiply and accumulate (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)
• Three comparators (A, B and D)
— Comparator A compares the full address bus and full 32-bit data bus
— Comparators B and D compare the full address bus only
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
20 NXP Semiconductors
— Each comparator can be configured to monitor PC addresses or addresses of data accesses
— Each comparator can select either read or write access cycles
— Comparator matches can force state sequencer state transitions
• Three comparator modes
— Simple address/data comparator match mode
— Inside address range match
— Outside address range match
• State sequencer control
— State transitions forced by comparator matches
— State transitions forced by software write to TRIG
— State transitions forced by an external event
• The following types of breakpoints
— CPU breakpoint entering active BDM on breakpoint (BDM)
— CPU breakpoint executing SWI on breakpoint (SWI)
1.4.2 Embedded memory
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
1.4.2.1 Memory access integrity
• Illegal address detection
• ECC support on embedded NVM and SRAM
1.4.2.2 Flash
On-chip flash memory features the following:
• Up to 64KB of program flash memory
— 32 data bits plus 7 syndrome ECC (error correction code) bits allow single bit fault correction
and double bit fault detection
— Erase sector size of 512 bytes
— Automated program and erase algorithm
— User margin level setting for reads
— Protection scheme to prevent accidental program or erase
1.4.2.3 EEPROM
• Up to 512 Bytes EEPROM
— 16 data bits plus 6 syndrome ECC bits
— Single bit error correction, double bit error detection
— Erase sector size 4 bytes, program with word resolution
— Automated program and erase algorithm
— User margin level setting for reads
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 21
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
1.4.2.4 SRAM
• Up to 4 Kbytes of general-purpose RAM with ECC
— Single bit error correction and double bit error detection
1.4.3 Clocks, reset & power management unit (CPMU)
• Real time interrupt (RTI)
• Clock monitor, supervising the correct function of the oscillator (CM)
• Computer operating properly (COP) watchdog
— Configurable as window COP for enhanced failure detection
— Can be initialized out of reset using option bits located in flash memory
• System reset generation
• Autonomous periodic interrupt (API) (combination with cyclic, watchdog)
— Trimmable RC oscillator timebase that can remain active in STOP mode
• Low Power Operation
— RUN mode - main full performance operating mode with the entire device clocked
— WAIT mode - the internal CPU clock is switched off, so the CPU does not execute instructions
— Pseudo STOP - system clocks are stopped but the oscillator, RTI, COP, and API modules can
be enabled
— STOP - the oscillator is stopped in this mode, all clocks are switched off and all counters and
dividers remain frozen, with the exception of the COP and API which can optionally run from
ACLK
1.4.3.1 Internal phase-locked loop (IPLL)
• Phase-locked-loop clock frequency multiplier
— No external components required
— Reference divider and multiplier allow large variety of clock rates
— Automatic bandwidth control mode for low-jitter operation
— Automatic frequency lock detector
— Configurable option to spread spectrum for reduced EMC radiation (frequency modulation)
— Reference clock sources:
– Internal 1 MHz RC oscillator (IRC)
– External 4-20 MHz crystal oscillator/resonator
1.4.3.2 Internal RC oscillator (IRC)
• Trimmable internal 1 MHz reference clock.
— Trimmed accuracy for temperature options V, M: 1.3%max.
— Trimmed accuracy for temperature option W: 1.45%max
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
22 NXP Semiconductors
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
1.4.4 External oscillator (XOSCLCP)
• Amplitude controlled Pierce oscillator using 4 MHz to 20 MHz crystal
— Current gain control on amplitude output
— Signal with low harmonic distortion
— Low power
— Good noise immunity
— Eliminates need for external current limiting resistor
— Trans conductance sized for optimum start-up margin for typical crystals
— Oscillator pins shared with GPIO functionality
1.4.5 4 channel timer (TIM)
• 4 x 16-bit channels Timer module for input capture or output compare
• 16-bit free-running counter with 8-bit precision prescaler
1.4.6 Pulse width modulator with fault protection (PMF)
• 6 x 15-bit channel PWM resolution
• Each pair of channels can be combined to generate a PWM signal (with independent control of
edges of PWM signal)
• Dead time insertion available for each complementary pair
• Center-aligned or edge-aligned outputs
• Programmable clock select logic with a wide range of frequencies
• Programmable fault detection
1.4.7 Programmable trigger unit (PTU)
• Synchronizes ADC triggers based on PMF signal edges
• One 16 bit counter as time base for all trigger events
• One trigger generator(TG0) Up to 32 trigger events per trigger generator
• Global Load OK support, to guarantee coherent update of all control loop modules
• Trigger values stored in system memory
• Software generated reload event and trigger event generation for debugging
1.4.8 LIN physical layer transceiver
• Compliant with LIN physical layer 2.2 specification
• Compliant with the SAE J2602-2 LIN standard
• Standby mode with glitch-filtered wake-up
• Slew rate selection optimized for the baud rates:
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 23
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
— 10.4 kBit/s
— 20 kBit/s
— Fast Mode (up to 250 kBit/s)
• Selectable pull-up of 34 k or 330 k (in Shutdown Mode, 330 k only)
• Current limitation for LIN Bus pin falling edge.
• Over-current protection.
• LIN TxD-dominant timeout feature monitoring the LPTxD signal.
• Automatic transmitter shutdown in case of an over-current or TxD-dominant timeout.
• Fulfills the OEM “Hardware Requirements for LIN (CAN and FlexRay) Interfaces in Automotive
Applications” v1.3.
1.4.9 Serial communication interface module (SCI)
• Full-duplex or single-wire operation
• Standard mark/space non-return-to-zero (NRZ) format
• Selectable IrDA 1.4 return-to-zero-inverted (RZI) format with programmable pulse widths
• 16-bit baud rate selection
• Programmable character length
• Programmable polarity for transmitter and receiver
• Active edge receive wakeup
• Break detect and transmit collision detect supporting LIN
1.4.10 Serial peripheral interface module (SPI)
• Configurable 8- or 16-bit data size
• Full-duplex or single-wire bidirectional
• Double-buffered transmit and receive
• Master or slave mode
• MSB-first or LSB-first shifting
• Serial clock phase and polarity options
1.4.11 Analog-to-digital converter module (ADC)
• Selectable 10-bit or 8-bit resolution
• Up to 12 external channels & 8 internal channels
• 2.2us for single 10-bit resolution conversion
• Left or right aligned result data
• Continuous conversion mode
• Programmers model with list based command and result storage architecture
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
24 NXP Semiconductors
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
• ADC directly writes results to RAM, preventing stall of further conversions
• Internal signals monitored by the ADC module
— VRH, VRL, (VRL+VRH)/2
— Vsup monitor
— VREG Vbg, and Temperature Sensor
— Delta VBE Temperature Sensor
— GDU phase, GDU DC-link
— High Voltage Inputs (PL[2:0])
• External pins can also be used as digital I/O with keyboard wake-up interrupt capability
1.4.12 Supply voltage sensor (BATS)
• Monitoring of supply (VSUP) voltage
• Internal ADC interface from an internal resistive divider
• Optional generation of low or high voltage interrupts
1.4.13 On-chip voltage regulator system (VREG)
• Voltage regulator
— Linear voltage regulator directly supplied by VSUP
— Low-voltage detect on VSUP
— Power-on reset (POR)
— Low-voltage reset (LVR) for VDDX domain
— Over-temperature interrupt
• Internal voltage regulator
— Linear voltage regulator with bandgap reference
— Low-voltage detect on VDDA
— Power-on reset (POR) circuit
— Low-voltage reset for VDD domain
1.4.14 Gate drive unit (GDU)
• Low-side and High-side FET pre-drivers for 2 phases of 2 half bridges
• Gate drive pre-regulator LDO (Low Dropout Voltage Regulator)
• High-side gate supply done via bootstrap circuit with internal diode and external capacitor
• Sustaining charge pump with two external capacitors and diodes
• FET-Predriver short circuit (desaturation) detection
• Over and under voltage detection and shutdown
• Over current monitor with optional shutdown
• Monitoring of FET High-side drain (GHD) voltage
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 25
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
• Diagnostic failure management
• Integrated OP-amp functionality
1.4.15 High side driver
• Selectable gate control: HSDR[HSDRx] register bits or PWM or timer channels
• Open-load detection
• Slew rate control
• Over-current shutdown, comprising of:
— Interrupt flag generation
— Driver shutdown
— Optional masking window
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
26 NXP Semiconductors
1.5 Block diagram
RESET
EXTAL
XTAL
BKGD
VSUP
Real Time Interrupt
Clock Monitor
Background
TEST
Debug Controller
Interrupt Module
PAD[8:0]/KWAD[8:0]
S12ZCPU
COP Watchdog
PLL with Frequency
Modulation option
Debug Module
Reset Generation
and Test Entry
Auton. Periodic Int.
MOSI0
SS0
SCK0
MISO0
SPI0
5V Voltage
(Nominal input 12V)
Block Diagram shows the maximum configuration
Not all pins or all peripherals are available on all devices and packages.
Rerouting options are not shown.
PE0
PE1
PTAD
IRC
BATS
Voltage Supply Monitor
BDC
DBG
VDDX
VSSX
VSS
High Voltage Input
HVI[2:0]
KWL[2:0]/PL[2:0]
VSUP
SCI1
RXD1
TXD1
PMF
PWM[5:4]
CPMU
ADC
AN[8:0]
VRH_[2:0]
VRL_0
VDDA
VSSA
LP Pierce Oscillator
10-bit
Analog-Digital
Converter
15-bit 6 channel
Pulse Width Modulator
PP[1:0]/KWP[1:0]
PTP
Asynchronous Serial IF
Synchronous Serial IF
Flash with ECC
48 K or 64 K bytes
EEPROM with ECC
512 bytes
RAM with ECC
4 K bytes
Clock Power Management Unit
Internal RC Oscillator
XOSCLCP
PTE
PTL
LIN
LINPHY
LIN
LGND
LGND
RXD0
TXD0
LPTXD
LPRXD
TIM0
IOC0[3:0]
16-bit 4-channel
Time r
PT[7:0]
PTT
GDU
Gate Drive Unit
GHD
CP
VCP
VLS_OUT
VBS[1:0]
GHG[1:0]
GHS[1:0]
VLS
GLG[1:0]
GLS[1:0]
GHD
CP
VCP
VLS_OUT
VBS[1:0]
GHG[1:0]
GHS[1:0]
VLS
GLG[1:0]
GLS[1:0]
High Side Driver
HSDRV
VSUPHS
HS0
HS1
GDU-AMP
Current Sense Circuit
AMPP0
AMPM0
AMP0
PWM[3:0]
PTU
PTURE
Programmable Trigger Unit
PTUT0
TIM1
IOC1[3:0]
16-bit 4-channel
Timer
SCI0
RXD0
TXD0
Asynchronous Serial IF
BCTL
Regulator
PWM[3:0]
IC1_[3,2,0]
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
Figure 1-1. MC9S12ZVMB-Family block diagram
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 27
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
1.6 Device memory map
Table 1-3 shows the device register memory map. All modules that can be instantiated more than once on
S12 devices are listed with an index number, even if they are only instantiated once on this device family.
Table 1-3. Module register address ranges
Address Module
0x0000–0x0003 Part ID Register Section 1.6.1 4
0x0004–0x000F
0x0010–0x001F INT 16
0x0020–0x006F Reserved 80
0x0070–0x008F MMC 32
0x0090–0x00FF MMC Reserved 112
0x0100–0x017F DBG 128
0x0180–0x01FF
0x0200–0x037F PIM 384
0x0380–0x039F FTMRZ 32
0x03A0–0x03BF
0x03C0–0x03CF SRAM ECC 16
0x03D0–0x03FF Reserved 48
0x0400–0x042F TIM1 48
0x0430–0x043F Reserved 16
0x0440–0x04FF
0x0500–0x053F PMF 64
Reserved 12
Reserved 128
Reserved 32
Reserved 192
Size
(Bytes)
0x0540–0x057F Reserved 64
0x0580–0x059F PTU 32
0x05A0–0x05BF
0x05C0–0x05EF TIM0 48
0x05F0–0x05FF
0x0600–0x063F ADC0 64
0x0640–0x067F Reserved 64
0x0680–0x069F
0x06A0–0x06BF GDU 32
0x06C0–0x06DF CPMU 32
0x06E0–0x06EF
0x06F0–0x06F7 BATS 8
0x06F8–0x06FF
0x0700–0x0707 SCI0 8
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
28 NXP Semiconductors
Reserved 32
Reserved 16
Reserved 32
Reserved 16
Reserved 8
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
Table 1-3. Module register address ranges
Address Module
0x0708–0x070F Reserved 8
0x0710–0x0717 SCI1 8
0x0718–0x077F Reserved 104
0x0780–0x0787 SPI0 8
0x0788–0x097F Reserved 504
0x0980–0x0987 LINPHY0 8
0x0988–0x09BF
0x09C0–0x09C7 HSDRV0 8
0x09C8–0x0FFF Reserved 1592
Reserved 56
Size
(Bytes)
NOTE
Reserved register space shown above is not allocated to any module. This
register space is reserved for future use. Writing to these locations has no
effect. Read access to these locations returns zero.
Table 1-4. MC9S12ZVMB-Family memory address ranges
Device Address Memory Block
MC9S12ZVB64 0x00_1000–0x00_1FFF SRAM 4K
MC9S12ZVB64 0x10_0000–0x10_01FF EEPROM 512 Bytes
MC9S12ZVB64 0xFF_0000–0xFF_FFFF Program Flash 64K
MC9S12ZVB48 0x00_1000–0x00_1FFF SRAM 4K
MC9S12ZVB48 0x10_0000–0x10_01FF EEPROM 512 Bytes
MC9S12ZVB48 0xFF_4000–0xFF_FFFF Program Flash 48K
Size
(Bytes)
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
NXP Semiconductors 29
Chapter 1 Device Overview MC9S12ZVMB-Family
0x00_1000
0x00_0000
0x10_0000
0x1F_4000
0x80_0000
0xFF_FFFF
RAM
EEPROM
Unmapped
Program NVM
Register Space
4 KByte
max. 8 KByte
max. 2 KByte
max. 128 KByte
6 MByte
High address aligned
Low address aligned
0x1F_8000
Unmapped
address range
0x1F_C000
Reserved (read only)
6 KByte
NVM IFR
256 Byte
Reserved
512 Byte
0x20_0000
30 NXP Semiconductors
Figure 1-2. MC9S12ZVMB-Family global memory map.
MC9S12ZVMB Family Reference Manual Rev. 1.3
Loading...