MC9S12XE系列微控制器是S12XD系列的進一步發展，包括增強系統完整性和功能的新功能。這些新功能包括閃存上的存儲器保護單元（mpu）和糾錯碼（ecc），以及增強的eeprom功能（eee）、增強的xgate、內部濾波、調頻鎖相環（ipll）和增強的atd。在旗艦版MC9S12XE100的208針版本中，E系列將S12X產品范圍擴展到了1MB的閃存，增加了I/O能力。MC9S12XE系列提供32位性能，具有16位MCU的所有優點和效率。它保留了飛思卡爾現有的16位MC9S12和S12X MCU系列用戶目前所享有的低成本、功耗、EMC和碼尺寸效率優勢。s12xe和s12xd系列之間具有高度的兼容性。MC9S12XE系列采用了性能提升型Xgate協處理器的增強版本，該處理器可使用“C”語言編程，并以S12X總線頻率的兩倍運行，指令集針對數據移動、邏輯和位操作指令進行了優化，可為設備上的任何外圍模塊提供服務。新的增強版本改進了中斷處理能力，與現有的XGATE模塊完全兼容。MC9S12XE系列由標準片上外圍設備組成，包括高達64kbytes的RAM、八個異步串行通信接口（SCI）、三個串行外圍接口（SPI）、一個8通道IC/OC增強捕獲計時器（ECT）、兩個16通道、12位模擬-數字轉換器、一個8通道脈沖寬度調制器（PWM）、五個2.0A、B級軟件兼容模塊（MSCAN12）、兩個內部IC總線塊（IIC）、一個8通道24位周期性中斷定時器（PIT）和一個8通道16位標準定時器模塊（TIM）。MC9S12XE系列對所有外圍設備使用16位寬訪問，無需等待狀態回憶。144/208針版本上提供的非多路復用擴展總線接口允許與外部存儲器進行簡單的接口。除了每個模塊中可用的I/O端口外，還有多達26個I/O端口具有中斷功能，允許從停止或等待模式喚醒。MC9S12XE系列有208針MAPBGA、144針LQFP、112針LQFP或80針QFP選項。