S12X
Microcontrollers
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MC9S12XF512 Reference Manual
Covers
MC9S12XF512
MC9S12XF384
MC9S12XF256
MC9S12XF128
MC9S12XF512RMV1
Rev.1.20
10-Nov-2010
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
2 Freescale Semiconductor
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Revision History
Date Revision
Level Description
06-Dec-2007 1.12 Updated memory map description for family parts (1.1.4 MC9S12XF512 - Address Mapping)
Updated derivative differences w.r.t. DFlash size (D.1 Memory Sizes and Package Options S12XF -
Family)
12-Dec-2007 1.13 Add FTM BG (384K2/256K2)
08-Jan-2008 1.14 Remove table for Module Run Supply Currents (A-10)
Remove 3.3V columns in Table A-27, 3.0V columns in Table A-28
Add FTM BG (128K2)
15-Jan-2008 1.15 Fixed typo in detailed register map (SPI1/SPI1DRH)
Import updated BGs
VREG, ECT, INT, DBG
Fixed typo in Table 1-6
05-Mar-2008 1.16 Updated ordering info for 112 LQFP
02-Oct-2008 1.17 Updated NVM timing parameter section for brownout case
Specified time delay from RESET to start of CPU code execution
Added NVM patch Part IDs
Enhanced ECT GPIO / timer function transitioning description
CRG section updated
01-Mar-2010 1.18 Updated PIM,FTM,XGATE,MSCAN,DBG,BDM,ADC,CRG sections
Corrected startup from reset min cycle count
18-May-2010 1.19 Updated ECT section (see ECT revision history table)
10-Nov-2010 1.20 Fixed PT typo in SCI section
Corrected oscillator frequency reference in Flexray section
Fixed maximum deadtime delay counts for PMFDTMA and PMFDTMB in PMF section
Updated part number note in Appendix
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MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 3
Chapter 1 MC9S12XF-Family Reference Manual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Chapter 2 S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRG) . . . . . . . . .83
Chapter 3 Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1) . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Chapter 4 384 KByte Flash Module (S12XFTM384K2V1) . . . . . . . . . . . .131
Chapter 5 Pierce Oscillator (S12OSCLCPV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193
Chapter 6 Security (S12XFSECV2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
Chapter 7 Interrupt (S12XINTV2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203
Chapter 8 256 KByte Flash Module (S12XFTM256K2XFV1). . . . . . . . . .221
Chapter 9 512 KByte Flash Module (S12XFTM512K3V1) . . . . . . . . . . . .281
Chapter 10 128 KByte Flash Module (S12XFTM128K2XFV1). . . . . . . . . .343
Chapter 11 Memory Mapping Control (S12XMMCV4) WITH FLEXRAY. .403
Chapter 12 Clock Generation Module using IPLL (CGMIPLL). . . . . . . . .447
Chapter 13 FlexRay Communication Controller (FLEXRAY). . . . . . . . . .457
Chapter 14 XGATE (S12XGATEV3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .615
Chapter 15 Background Debug Module (S12XBDMV2) . . . . . . . . . . . . . .731
Chapter 16 S12X Debug (S12XDBGV3) Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .757
Chapter 17 Memory Protection Unit (S12XMPUV2) . . . . . . . . . . . . . . . . .801
Chapter 18 External Bus Interface (S12XEBIV4). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .815
Chapter 19 Port Integration Module (S12XFPIMV2) . . . . . . . . . . . . . . . . .835
Chapter 20 Pulse Width Modulator with Fault Protection (PMF15B6C) .901
Chapter 21 Scalable Controller Area Network (S12MSCANV2). . . . . . . .957
Chapter 22 Enhanced Programmable Interrupt Timer (S12XEPIT24B8CV1)
1013
Chapter 23 Serial Communication Interface (S12SCIV5) . . . . . . . . . . . .1033
Chapter 24 Analog-to-Digital Converter (ADC12B16C) . . . . . . . . . . . . .1069
Chapter 25 Serial Peripheral Interface (S12SPIV5). . . . . . . . . . . . . . . . .1095
Chapter 26 Enhanced Capture Timer (ECT16B8CV3). . . . . . . . . . . . . . .1125
Appendix A Electrical Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1177
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4 Freescale Semiconductor
Appendix B Package Physical Dimension Information. . . . . . . . . . . . . .1235
Appendix C PCB Layout Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1238
Appendix D Derivative Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1242
Appendix E Detailed Register Address Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1244
Appendix F Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1288
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Freescale Semiconductor 5
Chapter 1
MC9S12XF-Family Reference Manual
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.1.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.1.3 Device Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.1.4 MC9S12XF512 - Address Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.1.5 Detailed Register Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.1.6 Part ID Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
1.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
1.2.1 System Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
1.2.2 Signal Properties Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.2.3 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.4 EXTAL, XTAL — Oscillator Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.5 RESET — External Reset Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.6 TEST — Test Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
1.2.7 BKGD / MODC — Background Debug and Mode Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.8 Port Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.2.9 Power Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
1.3 System Clock Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
1.4.1 Chip Configuration Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
1.4.2 Power Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
1.4.3 Freeze Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.6 Resets and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.6.1 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.6.2 Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1.6.3 Effects of Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.7 EPIT External Trigger Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
1.8 ATD External Trigger Input Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
1.9 MPU Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
1.10 VREG Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.10.1 Temperature Sensor Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.11 BDM Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.12 FlexRay IPLL (CGMIPLL) Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.12.1 CGMIPLL function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
1.12.2 Entry into and exit from low power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
1.13 Oscillator Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Chapter 2
S12XE Clocks and Reset Generator (S12XECRG)
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
6 Freescale Semiconductor
2.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
2.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.2.1 VDDPLL, VSSPLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.2.2 RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
2.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.4.1 Functional Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.4.2 Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.4.3 Low Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.5.1 Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
2.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
2.6.1 Description of Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Chapter 3
Voltage Regulator (S12VREGL3V3V1)
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
3.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.2.1 VDDR — Regulator Power Input Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.2.2 VDDA, VSSA — Regulator Reference Supply Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.2.3 VDD, VSS — Regulator Output1 (Core Logic) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.2.4 VDDF — Regulator Output2 (NVM Logic) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.2.5 VDDPLL, VSSPLL — Regulator Output3 (PLL) Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.2.6 VDDX — Power Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.2.7 VREGEN — Optional Regulator Enable Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.2.8 VREG_API — Optional Autonomous Periodical Interrupt Output Pin . . . . . . . . . . . . . . 117
3.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.2 Regulator Core (REG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.3 Low-Voltage Detect (LVD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.4 Power-On Reset (POR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.5 Low-Voltage Reset (LVR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.6 HTD - High Temperature Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.4.7 Regulator Control (CTRL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.4.8 Autonomous Periodical Interrupt (API) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.4.9 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
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Freescale Semiconductor 7
3.4.10 Description of Reset Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.4.11 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Chapter 4
384 KByte Flash Module (S12XFTM384K2V1)
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
4.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
4.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
4.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
4.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
4.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
4.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
4.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
4.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
4.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
4.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
Chapter 5
Pierce Oscillator (S12OSCLCPV2)
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
5.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
5.2.1 VDDPLL and VSSPLL — Operating and Ground Voltage Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
5.2.2 EXTAL and XTAL — Input and Output Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
5.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.4.1 Gain Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.4.2 Clock Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.4.3 Wait Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
5.4.4 Stop Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Chapter 6
Security (S12XFSECV2)
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
8 Freescale Semiconductor
6.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.1.3 Securing the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.1.4 Operation of the Secured Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
6.1.5 Unsecuring the Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
6.1.6 Reprogramming the Security Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
6.1.7 Complete Memory Erase (Special Modes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Chapter 7Interrupt (S12XINTV2)
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
7.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
7.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
7.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
7.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
7.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
7.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
7.4.1 S12X Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.4.2 Interrupt Prioritization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.4.3 XGATE Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
7.4.4 Priority Decoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
7.4.5 Reset Exception Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
7.4.6 Exception Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
7.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.5.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.5.2 Interrupt Nesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.5.3 Wake Up from Stop or Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Chapter 8
256 KByte Flash Module (S12XFTM256K2XFV1)
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
8.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
8.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
8.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
8.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
8.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
8.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
8.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
8.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
8.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
8.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
8.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
8.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 9
8.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
8.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
8.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
8.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
8.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
8.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Chapter 9
512 KByte Flash Module (S12XFTM512K3V1)
9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
9.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
9.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
9.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
9.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
9.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
9.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
9.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
9.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
9.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
9.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
9.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
9.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
9.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
9.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
9.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
9.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
9.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
9.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Chapter 10
128 KByte Flash Module (S12XFTM128K2XFV1)
10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
10.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
10.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
10.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
10.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
10.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
10.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
10.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
10.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
10.4.1 Flash Command Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
10.4.2 Flash Command Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
10.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
10.4.4 Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
10 Freescale Semiconductor
10.4.5 Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
10.5 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
10.5.1 Unsecuring the MCU using Backdoor Key Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
10.5.2 Unsecuring the MCU in Special Single Chip Mode using BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
10.5.3 Mode and Security Effects on Flash Command Availability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
10.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
Chapter 11
Memory Mapping Control (S12XMMCV4) SUPPORTING FLEXRAY
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
11.1.1 Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
11.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
11.1.3 S12X Memory Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
11.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
11.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
11.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
11.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
11.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
11.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
11.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
11.4.1 MCU Operating Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
11.4.2 Memory Map Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
11.4.3 Chip Access Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
11.4.4 Chip Bus Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
11.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
11.5.1 CALL and RTC Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
11.5.2 Port Replacement Registers (PRRs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
11.5.3 On-Chip ROM Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
Chapter 12
Clock Generation Module using IPLL (CGMIPLL)
Block Description
12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
12.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
12.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
12.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
12.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
12.2.1 VDDPLL, VSSPLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
12.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
12.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
12.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
12.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
12.4.1 Examples of IPLL divider settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
12.4.2 IPLL Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 11
12.5 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
12.5.1 Description of Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
Chapter 13FlexRay Communication Controller (FLEXRAY)
13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
13.1.1 Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
13.1.2 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
13.1.3 Color Coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
13.1.4 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
13.1.5 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
13.1.6 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
13.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
13.2.1 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
13.3 Controller Host Interface Clocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
13.4 Protocol Engine Clocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
13.4.1 Oscillator Clocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
13.4.2 PLL Clocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
13.4.3 PLL Lock Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
13.5 Memory Map and Register Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
13.5.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
13.5.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
13.6 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
13.6.1 Message Buffer Concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
13.6.2 Physical Message Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
13.6.3 Message Buffer Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
13.6.4 FlexRay Memory Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
13.6.5 Physical Message Buffer Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
13.6.6 Individual Message Buffer Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
13.6.7 Individual Message Buffer Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582
13.6.8 Individual Message Buffer Reconfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
13.6.9 Receive FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586
13.6.10Channel Device Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
13.6.11External Clock Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592
13.6.12Sync Frame ID and Sync Frame Deviation Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592
13.6.13MTS Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
13.6.14Sync Frame and Startup Frame Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
13.6.15Sync Frame Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597
13.6.16Strobe Signal Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598
13.6.17Timer Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
13.6.18Slot Status Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
13.6.19Interrupt Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
13.6.20Lower Bit Rate Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
13.7 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
13.7.1 Initialization Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
13.7.2 Shut Down Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
12 Freescale Semiconductor
13.7.3 Number of Usable Message Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
13.7.4 Protocol Control Command Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
13.7.5 Protocol Reset Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
13.7.6 Message Buffer Search on Simple Message Buffer Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . 612
Chapter 14
XGATE (S12XGATEV3)
14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
14.1.1 Glossary of Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
14.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616
14.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617
14.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617
14.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618
14.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618
14.3.1 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618
14.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
14.4.1 XGATE RISC Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636
14.4.2 Programmer’s Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636
14.4.3 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637
14.4.4 Semaphores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638
14.4.5 Software Error Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640
14.5 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
14.5.1 Incoming Interrupt Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
14.5.2 Outgoing Interrupt Requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
14.6 Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
14.6.1 Debug Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
14.6.2 Leaving Debug Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643
14.7 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643
14.8 Instruction Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
14.8.1 Addressing Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
14.8.2 Instruction Summary and Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647
14.8.3 Cycle Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
14.8.4 Thread Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
14.8.5 Instruction Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
14.8.6 Instruction Coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723
14.9 Initialization and Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
14.9.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
14.9.2 Code Example (Transmit "Hello World!" on SCI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
14.9.3 Stack Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728
Chapter 15
Background Debug Module (S12XBDMV2)
15.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731
15.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 13
15.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732
15.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733
15.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733
15.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734
15.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734
15.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734
15.3.3 Family ID Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739
15.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739
15.4.1 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
15.4.2 Enabling and Activating BDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
15.4.3 BDM Hardware Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741
15.4.4 Standard BDM Firmware Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742
15.4.5 BDM Command Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
15.4.6 BDM Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745
15.4.7 Serial Interface Hardware Handshake Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748
15.4.8 Hardware Handshake Abort Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750
15.4.9 SYNC — Request Timed Reference Pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753
15.4.10Instruction Tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754
15.4.11Serial Communication Time Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755
Chapter 16
S12X Debug (S12XDBGV3) Module
16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
16.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
16.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758
16.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758
16.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759
16.1.5 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760
16.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760
16.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760
16.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760
16.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762
16.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780
16.4.1 S12XDBG Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780
16.4.2 Comparator Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781
16.4.3 Trigger Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784
16.4.4 State Sequence Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786
16.4.5 Trace Buffer Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787
16.4.6 Tagging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795
16.4.7 Breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796
Chapter 17
Memory Protection Unit (S12XMPUV2)
17.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
14 Freescale Semiconductor
17.1.1 Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801
17.1.2 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802
17.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803
17.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803
17.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803
17.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803
17.3.1 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804
17.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811
17.4.1 Protection Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811
17.4.2 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813
17.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814
17.5.1 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814
Chapter 18
External Bus Interface (S12XEBIV4)
18.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
18.1.1 Glossary or Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816
18.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816
18.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816
18.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817
18.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817
18.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
18.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818
18.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819
18.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822
18.4.1 Operating Modes and External Bus Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822
18.4.2 Internal Visibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823
18.4.3 Accesses to Port Replacement Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
18.4.4 Stretched External Bus Accesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827
18.4.5 Data Select and Data Direction Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828
18.4.6 Low-Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829
18.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829
18.5.1 Normal Expanded Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830
18.5.2 Emulation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831
Chapter 19
Port Integration Module (S12XFPIMV2)
19.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835
19.1.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835
19.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836
19.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836
19.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 841
19.3.1 Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842
19.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 847
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 15
19.3.3 Port A Data Register (PORTA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 848
19.3.4 Port B Data Register (PORTB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 849
19.3.5 Port A Data Direction Register (DDRA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850
19.3.6 Port B Data Direction Register (DDRB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850
19.3.7 Port C Data Register (PORTC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851
19.3.8 Port D Data Register (PORTD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852
19.3.9 Port C Data Direction Register (DDRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852
19.3.10Port D Data Direction Register (DDRD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853
19.3.11Port E Data Register (PORTE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854
19.3.12Port E Data Direction Register (DDRE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854
19.3.13S12X_EBI ports, BKGD pin Pull-up Control Register (PUCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 855
19.3.14S12X_EBI ports Reduced Drive Register (RDRIV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856
19.3.15ECLK Control Register (ECLKCTL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858
19.3.16PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 859
19.3.17IRQ Control Register (IRQCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 859
19.3.18PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860
19.3.19Port K Data Register (PORTK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860
19.3.20Port K Data Direction Register (DDRK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 861
19.3.21Port T Data Register (PTT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862
19.3.22Port T Input Register (PTIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862
19.3.23Port T Data Direction Register (DDRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863
19.3.24Port T Reduced Drive Register (RDRT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864
19.3.25Port T Pull Device Enable Register (PERT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864
19.3.26Port T Polarity Select Register (PPST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865
19.3.27PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865
19.3.28PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865
19.3.29Port S Data Register (PTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866
19.3.30Port S Input Register (PTIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 867
19.3.31Port S Data Direction Register (DDRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 867
19.3.32Port S Reduced Drive Register (RDRS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868
19.3.33Port S Pull Device Enable Register (PERS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869
19.3.34Port S Polarity Select Register (PPSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869
19.3.35Port S Wired-Or Mode Register (WOMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870
19.3.36PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870
19.3.37Port M Data Register (PTM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871
19.3.38Port M Input Register (PTIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872
19.3.39Port M Data Direction Register (DDRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872
19.3.40Port M Reduced Drive Register (RDRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873
19.3.41Port M Pull Device Enable Register (PERM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874
19.3.42Port M Polarity Select Register (PPSM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874
19.3.43Port M Wired-Or Mode Register (WOMM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875
19.3.44PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875
19.3.45Port P Data Register (PTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876
19.3.46Port P Input Register (PTIP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876
19.3.47Port P Data Direction Register (DDRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
16 Freescale Semiconductor
19.3.48Port P Reduced Drive Register (RDRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877
19.3.49Port P Pull Device Enable Register (PERP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878
19.3.50Port P Polarity Select Register (PPSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878
19.3.51PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879
19.3.52PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879
19.3.53Port H Data Register (PTH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 880
19.3.54Port H Input Register (PTIH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881
19.3.55Port H Data Direction Register (DDRH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881
19.3.56Port H Reduced Drive Register (RDRH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883
19.3.57Port H Pull Device Enable Register (PERH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883
19.3.58Port H Polarity Select Register (PPSH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884
19.3.59PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884
19.3.60PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884
19.3.61Port J Data Register (PTJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885
19.3.62Port J Input Register (PTIJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886
19.3.63Port J Data Direction Register (DDRJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886
19.3.64Port J Reduced Drive Register (RDRJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888
19.3.65Port J Pull Device Enable Register (PERJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888
19.3.66Port J Polarity Select Register (PPSJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889
19.3.67PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889
19.3.68PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889
19.3.69Port AD Data Register 0 (PT0AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 890
19.3.70Port AD Data Register 1 (PT1AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 890
19.3.71Port AD Data Direction Register 0 (DDR0AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891
19.3.72Port AD Data Direction Register 1 (DDR1AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891
19.3.73Port AD Reduced Drive Register 0 (RDR0AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892
19.3.74Port AD Reduced Drive Register 1 (RDR1AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893
19.3.75Port AD Pull Up Enable Register 0 (PER0AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893
19.3.76Port AD Pull Up Enable Register 1 (PER1AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894
19.3.77PIM Reserved Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894
19.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894
19.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894
19.4.2 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895
19.4.3 Pins and Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896
19.5 Initialization Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899
19.5.1 Port Data and Data Direction Register writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899
Chapter 20
Pulse Width Modulator with Fault Protection (PMF15B6C) Module
20.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901
20.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901
20.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902
20.1.3 Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902
20.2 Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904
20.2.1 PWM0–PWM5 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 17
20.2.2 FAULT0–FAULT3 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904
20.2.3 IS0–IS2 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904
20.3 Memory Map and Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905
20.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905
20.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908
20.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931
20.4.1 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931
20.4.2 Prescaler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931
20.4.3 PWM Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931
20.4.4 Independent or Complementary Channel Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934
20.4.5 Deadtime Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936
20.4.6 Software Output Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944
20.4.7 PWM Generator Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 947
20.4.8 Fault Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 951
20.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954
20.6 Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954
20.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954
20.8 Electrical Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954
Chapter 21
Freescale’s Scalable Controller Area Network (S12MSCANV2)
21.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957
21.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 958
21.1.2 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 958
21.1.3 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959
21.1.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959
21.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960
21.2.1 RXCAN — CAN Receiver Input Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960
21.2.2 TXCAN — CAN Transmitter Output Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960
21.2.3 CAN System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960
21.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961
21.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961
21.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963
21.3.3 Programmer’s Model of Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 981
21.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 992
21.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 992
21.4.2 Message Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 992
21.4.3 Identifier Acceptance Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 995
21.4.4 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1001
21.4.5 Low-Power Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003
21.4.6 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007
21.4.7 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007
21.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009
21.5.1 MSCAN initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
18 Freescale Semiconductor
Chapter 22
Enhanced Programmable Interrupt Timer (S12XEPIT24B8CV1)
22.1 Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011
22.2 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011
22.2.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011
22.2.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012
22.2.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012
22.2.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012
22.3 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013
22.4 Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013
22.5 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1026
22.5.1 Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1027
22.5.2 Interrupt Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029
22.5.3 Hardware Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029
22.5.4 External Input Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1030
22.6 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031
22.6.1 Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031
22.6.2 Shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031
22.6.3 Flag Clearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031
22.7 Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031
Chapter 23
Serial Communication Interface (S12SCIV5)
23.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033
23.1.1 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033
23.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034
23.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034
23.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035
23.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035
23.2.1 TXD — Transmit Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035
23.2.2 RXD — Receive Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1035
23.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036
23.3.1 Module Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036
23.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036
23.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046
23.4.1 Infrared Interface Submodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1047
23.4.2 LIN Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1048
23.4.3 Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1048
23.4.4 Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1050
23.4.5 Transmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1051
23.4.6 Receiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056
23.4.7 Single-Wire Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064
23.4.8 Loop Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065
23.5 Initialization/Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 19
23.5.1 Reset Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065
23.5.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065
23.5.3 Interrupt Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1066
23.5.4 Recovery from Wait Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1068
23.5.5 Recovery from Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1068
Chapter 24
Analog-to-Digital Converter (ADC12B16C)
Block Description
24.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1069
24.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1069
24.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1071
24.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072
24.2 Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073
24.2.1 Detailed Signal Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073
24.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073
24.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073
24.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1076
24.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092
24.4.1 Analog Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092
24.4.2 Digital Sub-Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092
24.5 Resets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093
24.6 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094
Chapter 25
Serial Peripheral Interface (S12SPIV5)
25.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095
25.1.1 Glossary of Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095
25.1.2 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095
25.1.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1096
25.1.4 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1096
25.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1097
25.2.1 MOSI — Master Out/Slave In Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1097
25.2.2 MISO — Master In/Slave Out Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1097
25.2.3 SS — Slave Select Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1098
25.2.4 SCK — Serial Clock Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1098
25.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1098
25.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1098
25.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1099
25.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1110
25.4.1 Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1111
25.4.2 Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1112
25.4.3 Transmission Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113
25.4.4 SPI Baud Rate Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1119
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
20 Freescale Semiconductor
25.4.5 Special Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1119
25.4.6 Error Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1121
25.4.7 Low Power Mode Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1121
Chapter 26
Enhanced Capture Timer (ECT16B8CV3)
26.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1125
26.1.1 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1126
26.1.2 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1126
26.1.3 Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127
26.2 External Signal Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127
26.2.1 IOC7 — Input Capture and Output Compare Channel 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127
26.2.2 IOC6 — Input Capture and Output Compare Channel 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127
26.2.3 IOC5 — Input Capture and Output Compare Channel 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.2.4 IOC4 — Input Capture and Output Compare Channel 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.2.5 IOC3 — Input Capture and Output Compare Channel 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.2.6 IOC2 — Input Capture and Output Compare Channel 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.2.7 IOC1 — Input Capture and Output Compare Channel 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.2.8 IOC0 — Input Capture and Output Compare Channel 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.3 Memory Map and Register Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.3.1 Module Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.3.2 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1128
26.4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164
26.4.1 Enhanced Capture Timer Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1171
26.4.2 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1175
26.4.3 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1176
Appendix A
Electrical Characteristics
A.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1179
A.1.1 Parameter Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1179
A.1.2 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1179
A.1.3 Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1180
A.1.4 Current Injection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1181
A.1.5 Absolute Maximum Ratings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1182
A.1.6 ESD Protection and Latch-up Immunity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1182
A.1.7 Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184
A.1.8 Power Dissipation and Thermal Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1185
A.1.9 I/O Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1187
A.1.10 Supply Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1191
A.2 ATD Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194
A.2.1 ATD Operating Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194
A.2.2 Factors Influencing Accuracy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194
A.2.3 ATD Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 21
A.3 NVM, Flash and Emulated EEPROM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200
A.3.1 Timing Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200
A.3.2 NVM Reliability Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1207
A.4 Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210
A.5 Output Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210
A.5.1 Resistive Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210
A.5.2 Capacitive Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210
A.5.3 Chip Power-up and Voltage Drops. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1211
A.6 Reset, Oscillator and PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1213
A.6.1 Startup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1213
A.6.2 Oscillator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215
A.6.3 Phase Locked Loop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216
A.7 External Interface Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1218
A.7.1 MSCAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1218
A.7.2 SPI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1218
A.7.3 External Bus Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1224
Appendix B
Package Physical Dimension Information.
B.1 144-Pin LQFP Package. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235
B.2 112-Pin LQFP Package. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236
B.3 64-Pin LQFP Package. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237
Appendix C
PCB Layout Guidelines
Appendix D
Derivative Differences
D.1 Memory Sizes and Package Options S12XF - Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242
D.2 Pinout explanations: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243
Appendix E
Detailed Register Address Map
Appendix F
Ordering Information
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
22 Freescale Semiconductor
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 23
Chapter 1
MC9S12XF-Family Reference Manual
1.1 Introduction
Targeted at actuators, sensors and other distributed nodes in the FlexRay network for Chassis and Body
Electronics, the MC9S12XF-Family delivers 32-bit performance with all the advantages and efficiencies
of a 16-bit MCU. The design goal was to retain the low cost, power consumption, EMC and code-size
efficiencyadvantagescurrently enjoyedbyusersof FreescaleSemiconductor's other16-bit MC9S12MCU
families.
Based around an enhanced S12X core, the MC9S12XF-Family runs 16-bit wide accesses without wait
states for all peripherals and memories. The MC9S12XF-Family also features a new flexible interrupt
handler, which allows multilevel nested interrupts.
The MC9S12XF-Family features the performance boosting enhanced XGATE co-processor. The XGATE
is programmable in “C” language and runs at twice the bus frequency of the S12. The XGATE instruction
set is optimized for data movement, logic and bit manipulation instructions. Any peripheral module can be
serviced by the XGATE.
The MC9S12XF-Family features a Memory Protection Unit (MPU).
The MC9S12XF-Family features a FlexRay module for high speed serial communication supporting
various bit rates up to 10 Mbit/s. The FlexRay internal clock can be generated from crystals ranging from
4MHz to 40MHz1. The 64-pin LQFP allows interfacing to a single FlexRay channel. The 64-pin LQFP
(10mm x 10mm) is intended for those applications challenged by the size constraint of some satellite
FlexRay modules. The 112-pin LQFP offers an increase in the number of I/Os as well as 16 A/D channels.
In addition to that the 144-pin LQFP provides a full 16-bit wide non-multiplexed external bus interface
with the pins usable as general purpose I/O in single-chip modes.
The MC9S12XF-Family features the MSCAN module with a FIFO receiver buffer arrangement, and input
filters optimized for Gateway applications handling numerous message identifiers.
The MC9S12XF-Family provides Flash memory sizes from 128K to 512K plus Data Flash and enhanced
EEPROM functionality (EE-Emulation) with built in Error Correcting Code (ECC). The memory uses
Freescale Semiconductor's industry-leading, full automotive qualified SG-Flash.
The inclusion of a frequency modulated PLL circuit allows power consumption and performance to be
adjusted to suit operational requirements and allows optimization of the radiated emissions (EMC).
The ATD now offers 12 Bit resolution at a faster conversion rate down to 3µs per channel.
The MC9S12XF512 is available in 144-Pin LQFP, 112-Pin LQFP and 64-Pin LQFP package.
1. 8MHz - 16MHz recommended for low jitter
Chapter 1 MC9S12XF-Family Reference Manual
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
24 Freescale Semiconductor
NOTE
The 144-Pin LQFP version will not be qualified for production and is
intended to be used for emulation (development tools) only.
See Table 1-9 for information about port and peripheral availability by package option.
1.1.1 Features
Features of the MC9S12XF-Family are listed here. Please see Table 1-1 for memory options and Table 1-
2for the peripheral features that are available on the different family members.
The system includes these distinctive features:
• 16-Bit CPU12X
— Upward compatible with MC9S12 instruction set with the exception of five Fuzzy instructions
(MEM, WAV, WAVR, REV, REVW) which have been removed.
— Enhanced indexed addressing
— Additional (superset) instructions to improve 32-bit calculations and semaphore handling
— Access large data segments independent of PPAGE
• Enhanced Interrupt Module
— Eight levels of nested interrupts
— Flexible assignment of interrupt sources to each interrupt level
— One non-maskable high priority interrupt (XIRQ)
— Wake-up Interrupt Inputs
• Memory Protection Unit (MPU)
— 4 address regions definable per active program task
— Address range granularity as low as 256-bytes
— Protection Attributes
– No write
– No execute
— Non-maskable interrupt on access violation
• XGATE
— Programmable, high performance I/O coprocessor module – up to 100 MIPS RISC
performance
— Transfers data to or from all peripherals and RAM without CPU intervention or CPU wait states
— Performs logical, shifts, arithmetic, and bit operations on data
— Can interrupt the HCS12X CPU signalling transfer completion
— Triggers from any hardware module as well as from the CPU possible
— Two interrupt levels to service high priority tasks
— Enables Full CAN capability when used in conjunction with MSCAN module
Chapter 1 MC9S12XF-Family Reference Manual
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 25
— Full LIN master or slave capability when used in conjunction with the integrated LIN SCI
module
• System Integrity Support
— Power-on reset (POR)
— Illegal address detection with reset
— Low-voltage detection with interrupt or reset
— 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
— Clock monitor supervising the correct function of the oscillator
• Memory Options
— 128K, 256k, 384K and 512K byte Flash
— 2K, 4K byte Emulated EEPROM
— 16K, 20K, 24K and 32K Byte RAM
— Program Flash General Features
– 64 data bits plus 8 syndrome ECC (Error Correction Code) bits allow single bit fault
correction and double fault detection
– Erase sector size 1024 bytes
– Automated program and erase algorithm
– Security option to prevent unauthorized access
– Sense-amp margin level setting for reads
— Data Flash General Features
– Up to 32K bytes of D-Flash memory with 256-byte sectors for user access.
– Dedicated commands to access D-Flash memory over EEE operation
– Single bit fault correction and double fault detection within a word during read operations
– Automated program and erase algorithm with verify and generation of ECC parity bits
– Fast sector erase and word program operation
– Ability to program up to four words in a burst sequence
— Emulated EEPROM General Features
– Automatic EEE file handling using internal Memory Controller
– Automatic transfer of valid EEE data from D-Flash memory to buffer RAM on reset
– Ability to monitor the number of outstanding EEE related buffer RAM words left to be
programmed into D-Flash memory
– Ability to disable EEE operation and allow priority access to the D-Flash memory
– Ability to cancel all pending EEE operations to allow priority access to the D-Flash memory
• Oscillator (OSC_LCP)
— Loop Control Pierce oscillator utilizing a 4MHz to 16MHz crystal
— Good noise immunity
Chapter 1 MC9S12XF-Family Reference Manual
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
26 Freescale Semiconductor
— Full-swing Pierce option utilizing a 2MHz to 40MHz crystal
— Transconductance sized for optimum start-up margin for typical crystals
• Clock and Reset Generator (CRG)
— Phase-locked-loop (IPLL) clock frequency multiplier
— Internally filtered. No external components required
— Configurable option to spread spectrum for reduced EMC radiation (frequency modulation)
— Fast wake up from STOP in self clock mode for power saving and immediate program
execution
• Non-Multiplexed External Bus (144 Pin package only)
— 16 data bits wide
— Support for external WAIT input or internal wait cycles to adapt MCU speed to peripheral
speed requirements
— Up to four chip select outputs to select 16K, 768K, 2M and 4MByte address spaces
— Supports glue less interface to popular asynchronous RAMs and Flash devices
— External address space 4MByte for Data and Program space
• FlexRay Module (FR)
— FlexRay protocol implementation according to FlexRay V2.1 Protocol Implementation
document
— Optimized programmers model to fit small address footprint
— Supports Data Rates of 2.5, 5, 8 and 10MBit/s
— The FlexRay clock can be derived from crystals ranging from 4MHz to 40MHz for cost and
EMC optimization
— FlexRay clocking independent from the CPU and XGATE bus frequency. Clock is generated
by a “dedicated” IPLL.
— Up to two channels for fault tolerant systems (see Table 1-2 Peripheral Feature Summary of
MC9S12XF-Family Members)
— Single channel operation on channel A, configurable to run FlexRay channel A or channel B
protocol
— 32 configurable message buffers
— Message buffers can be configured as Receive, single buffered Transmit or double buffered
Transmit message buffer
— Message buffer header, status and payload data stored in System RAM
— 2 independent message buffer segments
— Size of message buffer payload data section configurable from 0 up to 254 bytes
— 2 independent receive FIFOs, 1 per channel
— Six separate interrupt channels for Receive, receive FIFO channel A, receive FIFO channel B,
Transmit, Error and Wake-up
— Internal signals can be routed to I/O pins to ease debugging
• Analog-to-Digital Converter (ATD)
Chapter 1 MC9S12XF-Family Reference Manual
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 27
— 8/10/12 Bit resolution
— Multiplexer for 16 analog input channels
—3µs, 12-bit single conversion time
— Left or right justified result data
— External and internal conversion trigger capability
— Internal oscillator for conversion in Stop Modes
— Wake-up from low power modes on analog comparison > or <= match
• Enhanced Capture Timer (ECT)
— 8 x 16-bit channels for input capture or output compare
— 16-bit free-running counter with 8-bit precision prescaler
— 16-bit modulus down counter with 8-bit precision prescaler
— 4 x 8-bit or 2 x 16-bit pulse accumulators
— Four channels have enhanced input capture capabilities:
– Delay counter for noise immunity
– 16-bit capture buffer
– 8-bit pulse accumulator buffer
• Enhanced Periodic Interrupt Timer (EPIT)
— Up to 8 timers with independent time-out periods
— Time-out periods selectable between 1 and 224 bus clock cycles
— Time-out interrupt and peripheral triggers
• Real Time Interrupt (RTI)
— Real Time Interrupt for task scheduling purposes or cyclic wake-up
— Can be active in Pseudo Stop mode for low power precision timing tasks
• Asynchronous Periodic Interrupt (API)
— Available in all modes including Full Stop mode
— Trimmable to +-5% accuracy
— Time-out periods range from 0.2ms to ~13s with a 0.2ms resolution
• Pulse Width Modulator with Fault detection (PMF)
— Six channel Pulse width Modulator with Fault protection (PMF) optimized for electrical motor
control
— Three independent 15-bit counters with synchronous mode
— Complementary channel operation
— Edge and center aligned PWM signals
— Programmable dead time insertion
— Integral reload rates from 1 to 16
— Up to four fault protection shut down input pins depending on the package option
— Up to three current sense input pins depending on the package option (see Table 1-9 Port and
Peripheral Availability by Package Option)
Chapter 1 MC9S12XF-Family Reference Manual
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
28 Freescale Semiconductor
• Multi-scalable Controller Area Networks (MSCAN)
— CAN 2.0 A, B software compatible
– Standard and extended data frames
– 0 - 8 bytes data length
– Programmable bit rate up to 1 Mbps
— Five receive buffers with FIFO storage scheme
— Three transmit buffers with internal prioritization
— Flexible identifier acceptance filter programmable as:
– 2 x 32-bit
– 4 x 16-bit
– 8 x 8-bit
— Wake-up with integrated low pass filter option
— Loop back for self test
— Listen-only mode to monitor CAN bus
— Bus-off recovery by software intervention or automatically
— 16-bit time stamp of transmitted/received messages
• Serial Peripheral Interface (SPI)
— Up to two SPI modules (see Table 1-2 Peripheral Feature Summary of MC9S12XF-Family
Members)
— 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
• Serial Communication Interfaces (SCI)
— Up to two SCI modules (see Table 1-2 Peripheral Feature Summary of MC9S12XF-Family
Members)
— 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
— 13-bit baud rate selection
— Programmable character length
— Programmable polarity for transmitter and receiver
— Receive wakeup on active edge
— Break detect and transmit collision detect supporting LIN
• Background Debug Module (BDM)
— Background debug controller (BDM) with single-wire interface
Chapter 1 MC9S12XF-Family Reference Manual
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
Freescale Semiconductor 29
– Non-intrusive memory access commands
– Supports in-circuit programming of on-chip non-volatile memory
– Supports security
• Debugger (DBG)
— Four comparators A, B, C and D
– Each can monitor CPU or XGATE busses
– A and C compares 23-bit address bus and 16-bit data bus with mask register
– B and D compares 23-bit address bus only
– Three modes: simple address/data match, inside address range or outside address range
— 64 x 64-bit circular trace buffer to capture change-of-flow addresses or address and data of
every access
— Tag-type or force-type hardware breakpoint requests
• Input/Output
— up to 110 general-purpose input/output (I/O) pins depending on the package option and 2 input-
only pins
— Hysteresis and configurable pull up/pull down device on all input pins
— Configurable drive strength on all output pins
• Package Options
— 144-pin low-profile quad flat-pack (LQFP)1
— 112-pin low-profile quad flat-pack (LQFP)
— 64-pin low-profile quad flat-pack (LQFP)
• On-Chip Voltage Regulator
— Three parallel, linear voltage regulators with bandgap reference providing VDDPLL, 1.8V
logic and 2.8V Flash supply
— Low-voltage detect (LVD) with low-voltage interrupt (LVI)
— Power-on reset (POR) circuit
— 3.3V and 5V range operation
— Low-voltage reset (LVR)
• Operating Conditions
— Ambient temperature range –40 C to 85 C
— Temperature Options:
– –40 C to 105 C
– –40 C to 125 C
• 50MHz maximum CPU bus frequency, 100MHz maximum XGATE bus frequency
1. The 144-Pin LQFP version will not be qualified for production and is intended to be used for emulation (development tools) only.
Chapter 1 MC9S12XF-Family Reference Manual
MC9S12XF - Family Reference Manual, Rev.1.20
30 Freescale Semiconductor
Table 1-1. Package and Memory Options of MC9S12XF-Family Members
Device Package Flash RAM EEEPROM
9S12XF512
144 LQFP
512K 32K 4K
112 LQFP
64 LQFP
9S12XF384
144 LQFP
384K 24K 4K
112 LQFP
64 QFP
9S12XF256
144 LQFP
256K 20K 2K
112 LQFP
64 QFP
9S12XF128
144 LQFP
128K 16K 2K112 LQFP
64 QFP