TLE8888-1QK
Engine Machi ne System IC
1
Overview
Quality Requirement Category: Automotive
Features
•
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
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•
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•
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•
•
•
Voltage pre-regulator
Integrated 5 V regulator
2 integrated 5 V trackers
Standby regulator
Separate internal supply
Voltage monitoring
High speed CAN interface with wake-up by bus
LIN interface with high speed mode for K-Line operation
Variable reluctance sensor interface
Microsecond Channel interface (MSC) with low voltage differential signal (LVDS) inputs pads for low EME
SPI and direct control inputs for high flexibility
Main relay driver
Ignition Key detection with key off delay output
Wake-up input
Engine off timer
4 low-side power stages especially to drive injectors (R
on
= 550 mΩ) with enable input
3 low-side power stages (R
on
= 350 mΩ)
6 push pull stages for driving on-board MOSFET with drain feedback
7 low-side power stages especially to drive relays (R
on
= 1.5
Ω),
one with delayed switch off functionality
4 half bridge stages for high flexibility, one with delayed switch off functionality
4 push pull stages for driving on- and off- board IGBT with back supply suppression and high voltage
capability
Open-load, short-to-GND and short-to-BAT diagnostic
Overtemperature and short-to-BAT protection
Monitoring watchdog module
AEC Qualified
Data Sheet
www.infineon.com
1
Rev. 1.2
2017-02-10
TLE8888-1QK
Engine Machine System IC
Overview
Description
The TLE8888-1QK is a U-Chip suitable for automotive engine management systems. It contains the basic
functionality to supply the microcontroller and the ECU, establish the communication on- and off- board and
drive EMS typical actuators. Furthermore it controls the main relay driver.
Type
TLE8888-1QK
TLE8888QK
TLE8888-2QK
Package
LQFP-100
LQFP-100
LQFP-100
Marking
TLE8888-1QK
TLE8888QK
TLE8888-2QK
Device Variants TLE8888QK and TLE8888-2QK
The device variants TLE8888QK and TLE8888-2QK differ from the main version TLE8888-1QK in the watchdog
functionality.
The TLE8888QK has a fixed set of parameter for the watchdog (see datasheet addendum “TLE8888QK -
Addendum”).
For the TLE8888-2QK the watchdog function is disabled (see datasheet addendum “TLE8888-2QK -
Addendum”).
Only the main version TLE8888-1QK is described in this datasheet.
For order conditions please contact the nearest Infineon Technologies office.
Abbreviations
Symbol
MSC
SPI
LVDS
EME
EMI
LIN
HS CAN
Explanation
Microsecond channel
Serial peripheral interface
Low voltage differential signal
Electromagnetic emission
Electromagnetic interference
Local interconnect network
High speed controller area network
Data Sheet
2
Rev. 1.2
2017-02-10
TLE8888-1QK
Engine Machine System IC
Table of Contents
1
2
3
3.1
3.2
4
5
5.1
5.2
5.3
6
6.1
6.2
6.2.1
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
7
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
8
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
9
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
Data Sheet
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pin Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Pin Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Pin Definitions and Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Operation Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Operation States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reset and Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Operation Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Monitoring Watchdog Module (Signature Watchdog) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Window Watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Functional Watchdog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Question and Response Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Total Error Counter Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Watchdog Reset Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Power-Down Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Secure Shut Off Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Operation State Definition and Reset Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Synchronisation of Window Watchdog Sequence and Heartbeat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Monitoring Watchdog Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wake-Up Detection and Main Relay Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wake-up Detection by Pin
KEY
and Key Off Delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wake-up Detection by Pin
WK
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Main Relay Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Engine Off Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Key Detection, Wake-up Detection and Main Relay Driver . . . . . . . . . . . .
Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pre-Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 V Main Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sensor Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IO Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Standby Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Charge Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Voltage Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Power Stages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Power Stage Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Power Stages Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Power Stages Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Special Function “Delayed Switch Off” for
OUT17
and
OUT21
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Direct Drive Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Low-Side Switches
OUT1
to
OUT7
and
OUT14
to
OUT20
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
16
17
21
29
31
33
35
37
38
39
39
39
40
42
44
45
46
47
50
51
55
58
58
59
59
59
59
59
59
60
64
65
66
67
67
70
71
Rev. 1.2
2017-02-10
TLE8888-1QK
Engine Machine System IC
9.6.1
9.6.2
9.6.3
9.7
9.7.1
9.7.2
9.7.3
9.8
9.8.1
9.8.2
9.9
9.10
9.10.1
9.10.2
9.11
10
10.1
10.2
10.3
10.4
11
11.1
11.2
11.2.1
11.2.2
11.2.3
11.2.4
11.2.5
11.3
12
12.1
12.2
12.2.1
12.2.2
12.2.3
12.2.4
12.3
12.3.1
12.3.2
12.4
13
13.1
13.1.1
13.1.2
13.1.3
13.2
Protection of
OUT1
to
OUT7
and
OUT14
to
OUT20
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnosis of
OUT1
to
OUT7
and
OUT14
to
OUT20
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Low-Side Switches
OUT1
to
OUT7
and
OUT14
to
OUT20
. . . . . . . . .
Half Bridges
OUT21
to
OUT24
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protection of Half Bridges
OUT21
to
OUT24
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnosis of Half Bridges
OUT21
to
OUT24
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Half Bridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Push Pull Stages
OUT8
to
OUT13
and
DFB8
to
DFB13
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protection of
OUT8
to
OUT13
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnosis of
OUT8
to
OUT13
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Push Pull Stages
OUT8
to
OUT13
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Push Pull Stages
IGN1
to
IGN4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protection of
IGN1
to
IGN4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnosis of
IGN1
to
IGN4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics Push Pull Stages
IGN1
to
IGN4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VR and Hall Sensor Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Signal Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Detection Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnosis for VR Sensor Signal Detection Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics VR Sensor Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
71
72
76
78
78
81
84
84
84
85
86
86
87
88
90
90
92
92
97
Local Interconnect Network (LIN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Failure Modes in LIN/K-Line Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Performance in Non Operation Supply Voltage Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Loss of Supply Voltage and GND Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Bus Wiring Short to Battery or GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
TX Time Out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Overtemperature Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Electrical Characteristics LIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
High Speed Controller Area Network (CAN) Transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Normal Operation Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Receive Only Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Power-Down Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Remote Wake-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnostic Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CAN Bus Failure Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Local Failure Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics CAN Transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Microsecond Channel MSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Downstream Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Downstream Supervisory Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Command Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Data Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Upstream Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
105
105
105
106
106
106
106
108
108
108
109
112
112
114
115
115
117
Data Sheet
4
Rev. 1.2
2017-02-10
TLE8888-1QK
Engine Machine System IC
13.3
13.4
14
14.1
14.1.1
14.1.2
14.1.3
14.1.4
14.1.5
15
15.1
15.2
15.3
16
16.1
17
17.1
17.2
18
19
Timing Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Register and Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Register Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Command Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnosis Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SPI Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SPI Frame Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Electrical Characteristics SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
124
128
130
144
155
162
192
197
197
199
200
EMC Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
ISO Pulse Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Supply Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
VR Sensor Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
Package Outlines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Data Sheet
5
Rev. 1.2
2017-02-10
