STw4810
Power management for multimedia processors
Preliminary Data
Feature summary
■
2 Step-down converters
– 1 to 1.5V with 15 steps at 600mA
– 1.8V at 600mA for general purpose usage
3 Low-drop output regulators for different uses
– PLL analog supplies:
1.05V, 1.2V, 1.3V 1.8V - 10mA
– Processor analogue functions:
2.5V - 10mA
– Auxiliary device:
1.5V, 1.8V, 2.5V, 2.8V - 150 mA
USB OTG module
– Full and low speed USB OTG transceiver
– Charge-pump (5V, 100mA) for USB cable
Mass memory cards (SD/MMC/SDIO)
– 1 linear regulator: 1.8V, 2.85V, 3V - 150mA
– Level shifter
Miscellaneous
– 32 kHz control for multimedia processor
– Processor supply monitoring
– Processor reset control
– 2 Serial I2C interfaces
STw4810BHD
TFBGA 84
6x6x1.2mm
0.5mm pitch
STw4810BRA
VFBGA 84
4.6x4.6x1.0mm
0.4mm pitch
■
Description
STw4810 is a power management companion
chip for multimedia processors used in portable
applications. It supplies the multimedia processor
including its memories and peripherals. STw4810
supports the main mass memory standard cards.
SDIO
TM
is also supported and allows to connect
multimedia peripherals like cameras.
■
■
■
Application
■
■
■
ST NOMADIK
TM
STn88xx
Multimedia processor
Mobile phones, PDA, VideophoneRev 4
Order codes
Part number
STw4810BHD/LF
STw4810BRA/LF
Package
TFBGA84- 6x 6 x 1.2 mm / 0.5 mm pitch
VFBGA 84 - 4.6x 4.6 x 1 mm / 0.4 mm pitch
Tray
Tray
Packing
March 2006
Rev 4
1/77
www.st.com
1
This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to
change without notice.
Contents
STw4810
Contents
1
2
3
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Functional block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Ball information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1
3.2
Ball connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Ball functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.1
4.2
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Digital control module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
4.2.7
State machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
POWER OFF / VDDOK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
SLEEP mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
I2C Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Control registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
IT generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Clock switching and control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.3
Power management module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6
4.3.7
4.3.8
4.3.9
Bandgap, biasing and references . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
VCORE regulator: DC/DC STEP- DOWN regulator . . . . . . . . . . . . . . . 35
VIO_VMEM regulator: DC/DC step- down regulator . . . . . . . . . . . . . . . 35
VPLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
VANA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
VAUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Power supply monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Power supply domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Thermal shut-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.4
USB OTG module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.4.1
4.4.2
4.4.3
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Modes and operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
USB enable control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.5
SD/MMC/SDIO module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2/77
STw4810
Contents
5
Electrical and timing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.1
5.2
5.3
Absolute maximum rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Package dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Power supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.3.5
5.3.6
Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
VREF18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
VCORE DC/DC step-down converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
VIO_VMEM DC/DC step-down converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
LDO regulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Power supply monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.4
Digital specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.4.5
CMOS input/output static characteristics: I2C interface . . . . . . . . . . . . . 57
CMOS input/output dynamic characteristics: I2C interface . . . . . . . . . . 58
CMOS input/output static characteristics: VIO level . . . . . . . . . . . . . . . 59
CMOS input/output static characteristics: V
BAT
level . . . . . . . . . . . . . . . 61
CMOS input/output static characteristics: VMMC level . . . . . . . . . . . . . 62
5.5
5.6
USB OTG transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
SD/MMC card interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6
Application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.1
6.2
Components list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Application schematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7
Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
7.1
7.2
TFBGA 84 balls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
VFBGA 84 balls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
8
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3/77
List of tables
STw4810
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.
Table 24.
Table 25.
Table 26.
Table 27.
Table 28.
Table 29.
Table 30.
Table 31.
Table 32.
Table 33.
Table 34.
Table 35.
Table 36.
Table 37.
Table 38.
Table 39.
Table 40.
Table 41.
Table 42.
Table 43.
Table 44.
Table 45.
Table 46.
Table 47.
Table 48.
STw4810 ball connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
STw4810 balls function. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Device ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Register address. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Register data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Register general information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Register summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Power control register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
USB register address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Vendor ID and Product ID: Read only . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
USB control register 1 (address = 04h set and 05h clearh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
USB Control Register 2 (Address = 06h set and 07h clearh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
USB Interrupt source register (address = 08h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
USB interrupt latch registers (address = 0Ah set and 0Bh clearh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
USB interrupt mask false register (address = 0Ch and 0Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
USB interrupt mask true register (address = 0Eh and 0Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
USB EN register (address = 10h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
SD MMC control register (11h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Power control register - General information (Address = 1Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Power control register - General information (Address = 1Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Power control register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Power control register at address 05h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Power control register at address 06h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Power control register at address 07h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Power control register at address 08h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Power control register at address 09h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Power control register at address 0Ah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Twarning register (Address = 20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Power supply domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Thermal threshold values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Data transmission via USB control register 1 (DAT_SE0 mode) - Suspend = 0 . . . . . . . . 42
Data transmission via USB control register 1 (DAT_SE0 mode) - Suspend = 1 . . . . . . . . 42
Data receiver via USB control register 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Stw4810 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Package dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Operating conditions (Temp range: -30 to +85 °C). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
VREF18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
VCORE DC/DC step-down converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
VIO_VMEM DC/DC step-down converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
LDO regulators - VPLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
LDO regulators - VANA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
LDO regulators - VAUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Power supply monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
CMOS input/output static characteristics: I²C interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
CMOS input/output dynamic characteristics: I²C interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
VIO level: USB and control I/Os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
VIO level: MMC interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
CMOS input/output static characteristics: VBAT level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4/77
STw4810
Table 49.
Table 50.
Table 51.
Table 52.
Table 53.
Table 55.
Table 56.
Table 57.
List of tables
CMOS input/output static characteristics VMMC level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
USB OTG transceiver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
SD/MMC card interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Components list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Recommended coils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
TFBGA 84 balls 6x6x1.2mm body size / 0.5 ball pitch dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
VFBGA 84 balls / 4.6x4.6x1.0 mm body size / 0.4 mm ball pitch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
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