STA680
Automotive HD Radio™ baseband receiver
Datasheet
-
production data
Optional Serial Flash memory SPI interface for
application code storage
IIS serial audio interface with programmable
sample rate converter
LFBGA168
TFBGA289
Primary and secondary serial interfaces for
host micro communication based on industry
standard IIC and SPI
Several General purpose IOs
One Internal clock oscillator and two internal
PLLs
External clock input
1.2 V core supply; 3.3 V I/O supply
Features
AEC-Q100 qualified
IBOC (in-band on-channel) digital audio
broadcast signal decoding for AM/FM hybrid
and all-digital modes
Dual-channel HD 1.5 for background scanning
and data services
HD codec (HDC) audio decompression
Metadata support for HD Radio reception
MPS (main program service), SPS
(supplemental program service) and PAD
(program associated data) data decoding
Advanced HD Radio feature support:
– Apple ID3 tag
– Multicasting
– Electronic program guide (EPG)
– Real-time traffic
Automatic Audio Alignment (AAA) algorithm
support
Variable input base-band data-rate I2S-like
interface supporting 650, 675, 744.1875,
912 kS/s data rates
Secondary RF base-band interface for dual
tuner applications
Glueless interface to Synchronous SDRAM
addressing up to 512 Mbit of SDRAM in x16
configuration
Description
The STA680 is an HD-radio base-band processor
for car-radio applications. The STA680
functionality includes audio decompression and
data processing, while multiple interfaces ensure
flexible integration into the system.
The STA680 takes full advantage of HD 1.5 Radio
benefits including CD-like audio quality from HD
Radio FM broadcasts and FM-like audio quality
using HD Radio AM, while program associated
data or traffic information is received from the
second channel.
STA680 supports FM/AM analog/digital AAA
algorithm by mean of specific FW.
Table 1. Device summary
Order code
STA680
STA680TR
STA680D
STA680DTR
Package
(1)
LFBGA 168 balls
(12x12x1.4 mm)
TFBGA 289 balls
(15x15x1.2 mm)
Packing
Tray
Tape & Reel
Tray
Tape & Reel
1. ECOPACK® compliant.
March 2017
This is information on a product in full production.
DocID14860 Rev 12
1/48
www.st.com
Contents
STA680
Contents
1
Block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1
1.2
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Ball-out description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
LFBGA description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
TFBGA description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Ball-out list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
I/Os supply groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2
General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.1
2.2
2.3
2.4
Receiver system overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
HD Radio processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Dual channel HD 1.5 Radio processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Overview of main functional blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2.4.5
Adjacent channel filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
HiFi2 core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Vectra core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
DMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Hardware accelerator (VITERBI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3
Operation and general remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.1
3.2
Clock schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Power on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4
Power supply ramp-up phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.1
4.2
4.3
Oscillator setting time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Boot sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Normal operation mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5
Digital I/O and memory interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.1
5.2
5.3
5.4
Interfaces: LFBGA vs. TFBGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Base-band I
2
S interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Base-band I
2
S interface frequency diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Audio interface (AIF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2/48
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STA680
5.4.1
5.4.2
5.4.3
Contents
Output serial audio interface (SAI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Input serial audio interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Audio sample rate converter (ASRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Host micro serial peripheral interface (SPI1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Flash serial peripheral interface (SPI2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Host micro I
2
C interface (I2C1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.5
Serial peripheral interfaces (SPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.5.1
5.5.2
5.6
5.7
I
2
C interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.6.1
SDRAM interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6
Electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.1
6.2
6.3
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
7
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.1
7.2
LFBGA168 (12x12x1.4 mm) package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
TFBGA289 (15x15x1.2 mm) package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
8
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
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3/48
3
List of tables
STA680
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Ball-out description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Reference clock configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Power on timing parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Interface list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Baseband interfaces pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
BBI timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
AIF pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Serial audio interface timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
SPI interface timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Host micro SPI pin list. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Flash SPI pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Host and auxiliary I
2
C interface pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
I
2
C interface timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
I2C1 interface device address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
SDRAM Interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
SDRAM interface timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
DC electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
LFBGA168 (12x12x1.4 mm) package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
TFBGA289 (15x15x1.2 mm) package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Document revision history. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4/48
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STA680
List of figures
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
Functional block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
LFBGA ball-out (top view). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
TFBGA ball-out (top view). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
System block diagrams. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Functional block diagram for HD Radio demodulating and decoding . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Clock generation unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Power on timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Crystal characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
BBI waveforms and timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Serial audio interface waveforms and timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
SPI interface timings diagrams and waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Timing diagrams and waveform for the two I
2
C interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Timing diagrams and waveform for the SDRAM interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
LFBGA168 (12x12x1.4 mm) package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
TFBGA289 (15x15x1.2 mm) package outline. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
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