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Datasheet File OCR Text: |
this is information on a product in full production. october 2015 docid028515 rev 1 1/58 stcom powerline communication and application system-on-chip datasheet - production data features ? integrated differential plc analog front-end ? pga with automatic gain control and adc ? current dac with transmission predriver ? digital transmissi on level control ? zero crossing comparator ? up to 500 khz plc signal bandwidth ? integrated dual line driver ? 14 v p-p single ended, 28 v p-p differential output range ? very high linearity for emc compliance ? externally configurable amplifier topology ? 1 a rms max. current ? embedded overtemperature protection ? suitable for all plc signals up to 500 khz ? fully reprogrammable real-time engine (rte) modem for plc standards up to 500 khz ? integrated application core: arm ? 32-bit cortex?-m4f cpu ? 96 mhz maximum frequency ? 8-channel direct memory access controller ? 8-region memory protection unit ? serial wire and jtag interfaces ? cortex-m4 embedded trace macrocell? ? up to 86 multiplexed gpios ? 11 timers ? 1 flexible crc calculation unit ? 5 usarts (iso 7816 compliant), 5 spi, 3 i 2 c ? 12-bit general purpose adc with 6 channels ? cryptographic engine ? aes 128/192/256 engine ? true random number generator ? memories ? 640 kb or 1 mb of embedded flash ? 128 kb of embedded sram ? 8 kb of embedded shared ram ? flexible static memory controller ? clock management ? 24 mhz external crystal for system clock with internal qfs synthesizer ? 32.768 khz external crystal for rtc ? power management ? 3.3 v and 8 - 18 v external supply voltages ? 1.2 v and 5 v integrated linear regulators ? normal and low power modes ? real-time clock (rtc) ? vbat supply with battery health monitoring for rtc and backup registers ? -40 c to +85 c operating temperature range applications ? smart metering, smart grid and ?internet of things? applications ? compliant with cene lec, fcc, arib regulations tqfp176 (20 x 20 x 1 mm) www.st.com
contents stcom 2/58 docid028515 rev 1 contents 1 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1 device architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 power line communication (plc) sub-system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.1 real-time engine (rte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.2 digital front-end (dfe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.3 analog front-end (afe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.4 line driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3 application core sub-system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.1 arm ? cortex?-m4f core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.2 floating point unit (fpu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.3 nested vectored interrupt controller (nvic) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.4 dma controller (dma) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3.5 memory protection unit (mpu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.6 debug and trace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.7 general purpose input/outputs (gpios) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.8 multi-ahb bus matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.9 timers and watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.10 crc (cyclic redundancy check) calculation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.11 communication interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.4 cryptographic engine (cryp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.4.1 true random number generator (trng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.4.2 pseudo random number generator (prng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.5 interprocessor communication (ipc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.6 memories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.6.1 embedded flash memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.6.2 one-time programmable (otp) section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.6.3 embedded sram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6.4 flexible static memory controller (fsmc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.7 reset, control, clock generation (rcc) and system controller (sys_ctrl) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 clock management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.8 power management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 vbat operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 docid028515 rev 1 3/58 stcom contents 58 1.9 low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.10 real-time clock (rtc) and backup registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.11 temperature sensors and overtemperature protection . . . . . . . . . . . . . . 28 1.12 boot modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.13 system reprogrammability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.13.1 in-system programming (isp) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.13.2 in-application programming (iap) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2 pinout and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.1 pin definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.2 gpios multiplexing scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3 memory map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4 electrical characteristi cs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.1 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.2 thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.3 operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 power supply characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.4 plc analog front-end (afe) and line driver characteristics . . . . . . . . . . . 50 4.4.1 line driver characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.4.2 line driver test circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.4.3 afe characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.5 embedded flash characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.1 tqfp176 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.2 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 6 ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 7 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 list of tables stcom 4/58 docid028515 rev 1 list of tables table 1. cortex?-m4f core configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 table 2. interrupt definition and position. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 table 3. dma channels muxing scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 table 4. embedded flash sectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 table 5. boot mode and security level rela tionship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 table 6. boot modes and boot0/1 pin values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 table 7. pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 table 8. gpios multiplexing scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 table 9. absolute maximum ratings - voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 table 10. absolute maximum ratings - current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 table 11. thermal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 table 12. analog supply characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 table 13. digital supply characteristics - rte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 table 14. digital supply characteristic s - cortex?-m4 fetching from ram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 table 15. digital supply characteristic s - cortex?-m4 fetching data from eflash . . . . . . . . . . . . . . . 47 table 16. digital supply characteristic s - doze (sleep)/deepsleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 table 17. supply characteristics - qfs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 table 18. 24 mhz oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 table 19. 32 khz oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 table 20. digital supply characteristics - i/o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 table 21. i/o characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 table 22. digital supply characteristic s - power consumption under battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 table 23. line driver characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 table 24. dac characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 table 25. predriver characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 table 26. receiver input referred noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 table 27. plc pga characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 table 28. adc characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 29. zero crossing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 table 30. flash memory characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 31. flash memory endurance and data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 32. flash memory current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 table 33. tqfp176 (20 x 20 x 1 mm) package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 table 34. thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 table 35. ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 table 36. document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 docid028515 rev 1 5/58 stcom list of figures 58 list of figures figure 1. stcom basic block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 figure 2. stcom detailed architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 figure 3. reset, clock and system controlle r interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 figure 4. stcom clock tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 figure 5. power supply scheme - digital section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 figure 6. power supply scheme - plc afe and line driver sect ion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 figure 7. tqfp176 pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 figure 8. memory map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 figure 9. line driver test circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 figure 10. tqfp176 (20 x 20 x 1 mm) package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 description stcom 6/58 docid028515 rev 1 1 description the stcom is a device that integrates a power line communication (plc) modem and a high-performance application core. the plc modem architecture has been designed to target en50065, fcc, arib compliant plc applications. together with the applicatio n core, it enables the stcom to support the prime, g1, g3, ieee 1901.2, meters and more ? and other narrow band plc protocol specifications. the stcom basic block diagram is shown in figure 1 . figure 1. stcom basic block diagram % v b m m j o f e s j w f s $ v s s f o u d p o u s p m 5 i f s n b m q s p u f d u j p o 1 - $ " ' & 3 f b m u j n f t v c t z t u f n 3 " . 3 5 & 1 s p u p d p m b o e b q q m j d b u j p o t v c t z t u f n 3 " . " 3 . $ p s u f y . ' m b t i 3 5 $ 3 $ $ b o e t z t u f n 1 f s j q i f s b m t 1 p x f s n b o b h f n f o u & |