L9678
L9678-S
User configurable airbag IC
Datasheet
-
production data
LQFP64 (10x10x1.4mm)
Squib deployment drivers
– 4 channel HSD/LSD
– 25 V maximum deployment voltage
– 1.2 A @ 2 ms and 1.75 A @ 0.5/0.7 ms
deployment profiles
– Integrated safing FET linear regulator,
20 V/25 V nominal
– Current monitoring
– Rmeasure, STB, STG and leakage
diagnostics
– High and low side driver FET tests
– Safing FET test
User customizable safing logic
Two channel PSI-5 remote sensor interface
(asynchronous mode), [only for L9678-S
version]
Four channel hall-effect, resistive or switch
sensor interface
ISO9141 transceiver
Dual channel configurable high-side/low-side
LED driver
Watchdog timer
Two integrated oscillators: 7.5/16 MHz
Temperature sensor
32 bit SPI communications
Minimum operating voltage = 6 V
Operating temperature, -40 °C to 95 °C
Packaging - 64 pin
Features
Energy reserve voltage power supply
– High frequency boost regulator, 1.882 MHz
– Output voltage user selectable, 23 V or
33 V ±5%
User configurable linear power supplies
– 5.0 V and 7.2 V ±4% output voltages
– External pass transistor
Fully integrated 3.3 V ±4% linear regulator
Battery voltage monitor and shutdown control
with wake-up control
System voltage diagnostics with integrated
ADC
Crossover switch
– Crossover performance, max 3
Ω,
600 mA
max.
Table 1. Device summary
Order code
L9678
L9678-S
Package
LQFP64 (10 x 10 x 1.4 mm)
LQFP64 (10 x 10 x 1.4 mm)
Packing
Tray
Tray
Remote sensor interface
No
Yes
May 2014
This is information on a product in full production.
DocID025869 Rev 3
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www.st.com
Contents
L9678, L9678-S
Contents
1
2
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Absolute and operative maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1
2.2
2.3
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Operative maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Pin-out description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3
4
Overview and block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Start-up power control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1
4.2
Power supply overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Power mode control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
Power_off mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Sleep mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Active mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Passive mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Power-up and power-down sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Operating states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
ERBOOST switching regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Energy reserve capacitor charging circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
ER switch and COVRACT pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
VDD5 linear regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
VDD3V3 linear regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
VSUP linear regulator (optional) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
VSF linear regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.3
Configurable system power control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6
4.3.7
4.4
Reset functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5
SPI interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.1
Global SPI register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Read/write register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.1.1
5.1.2
5.1.3
Fault status register (FLTSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
System configuration register (SYS_CFG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
System control register (SYS_CTL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
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L9678, L9678-S
5.1.4
5.1.5
5.1.6
5.1.7
5.1.8
5.1.9
5.1.10
5.1.11
5.1.12
5.1.13
5.1.14
5.1.15
5.1.16
5.1.17
5.1.18
5.1.19
5.1.20
5.1.21
5.1.22
5.1.23
5.1.24
5.1.25
5.1.26
5.1.27
5.1.28
5.1.29
5.1.30
5.1.31
5.1.32
5.1.33
5.1.34
5.1.35
5.1.36
5.1.37
5.1.38
Contents
SPI Sleep command register (SPI_SLEEP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
System status register (SYS_STATE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Power state register (POWER_STATE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Deployment configuration registers (DCR_x) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Deployment command (DEPCOM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Deployment configuration registers (DSR_x) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Deployment current monitor status registers (DCMTSxy) . . . . . . . . . . . 65
Deploy enable register (SPIDEPEN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Squib ground loss register (LP_GNDLOSS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Device version register (VERSION_ID) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Watchdog retry configuration register (WD_RETRY_CONF) . . . . . . . . 67
Watchdog timer configuration register (WDTCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
WD1 timer control register (WD1T) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
WD1 state register (WDSTATE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Clock configuration register (CLK_CONF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Scrap state entry command register (SCRAP_STATE) . . . . . . . . . . . . . 71
Safing state entry command register (SAFING_STATE) . . . . . . . . . . . . 71
WD1 test command register (WD1_TEST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
System diagnostic register (SYSDIAGREQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Diagnostic result register for deployment loops (LPDIAGSTAT) . . . . . . 74
Loops diagnostic configuration command register for
low level diagnostic (LPDIAGREQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Loops diagnostic configuration command register for
high level diagnostic (LPDIAGREQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
DC sensor diagnostic configuration command register (SWCTRL) . . . . 81
ADC request and data registers (DIAGCTRL_x) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
GPO configuration register (GPOCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
GPO configuration register (GPOCTRLx) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
GPO fault status register (GPOFLTSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
ISO fault status register (ISOFLTSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Remote sensor configuration register (RSCRx) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Remote sensor control register (RSCTRL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Remote sensor data/fault registers w/o fault (RSDRx) . . . . . . . . . . . . . 91
Safing algorithm configuration register (SAF_ALGO_CONF) . . . . . . . . 95
Arming signals register (ARM_STATE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
ARMx assignment registers (LOOP_MATRIX_ARMx) . . . . . . . . . . . . . 97
ARMx pulse stretch registers (AEPSTS_ARMx) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
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6
Contents
5.1.39
5.1.40
5.1.41
5.1.42
5.1.43
5.1.44
5.1.45
5.1.46
5.1.47
L9678, L9678-S
Safing records enable register (SAF_ENABLE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Safing records request mask registers (SAF_REQ_MASK_x) . . . . . . 100
Safing records request target registers (SAF_REQ_TARGET_x) . . . . 101
Safing records response mask registers (SAF_RESP_MASK_x) . . . . 102
Safing records response target registers (SAF_RESP_TARGET_x) . . 103
Safing records data mask registers (SAF_DATA_MASK_x) . . . . . . . . 104
Safing records threshold registers (SAF_THRESHOLD_x) . . . . . . . . . 105
Safing control registers (SAF_CONTROL_x) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Safing record compare complete register (SAF_CC) . . . . . . . . . . . . . 109
6
Deployment drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.1
Control logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
Deployment current selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Deploy command expiration timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Deployment control flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Deployment success . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.2
6.3
6.4
Energy reserve - deployment voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
Deployment ground return . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
Deployment driver protections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
6.4.1
6.4.2
6.4.3
6.4.4
6.4.5
Delayed low-side deactivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Low-side voltage clamp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Short to battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Short to ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Intermittent open squib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Low level diagnostic approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
High level diagnostic approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
6.5
Diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
6.5.1
6.5.2
7
Remote sensor interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
7.1
PSI-5 protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
7.1.1
7.1.2
7.1.3
Functional description - remote sensor modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
RSU data fields and CRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Detailed description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Short to ground, current limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Short to battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
7.2
Remote sensor interface fault protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
7.2.1
7.2.2
4/200
DocID025869 Rev 3
L9678, L9678-S
7.2.3
7.2.4
7.2.5
7.2.6
Contents
Cross link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Leakage to battery, open condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Leakage to ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8
Watchdog timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
8.1
Temporal watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
8.1.1
8.1.2
Watchdog timer configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Watchdog timer operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.2
8.3
Watchdog reset assertion timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Watchdog timer disable input (WDT/TM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
9
10
DC sensor interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Safing logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
Safing logic overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
SPI sensor data decoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
In-frame and out-of-frame responses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Safing state machine operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
10.4.1
Simple threshold comparison operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Safing engine output logic (ARMxINT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Arming pulse stretch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Additional communication line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
11
12
13
General purpose output (GPO) drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
ISO9141 transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
System voltage diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
13.1
Analog to digital algorithmic converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
14
15
Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
15.1
15.2
Configuration and control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Internal analog reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
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6
