M28W160ECT
M28W160ECB
16 Mbit (1Mb x16, Boot Block)
3V Supply Flash Memory
FEATURES SUMMARY
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
SUPPLY VOLTAGE
– V
DD
= 2.7V to 3.6V Core Power Supply
– V
DDQ
= 1.65V to 3.6V for Input/Output
– V
PP
= 12V for fast Program (optional)
ACCESS TIME: 70, 85, 90,100ns
PROGRAMMING TIME:
– 10µs typical
– Double Word Programming Option
COMMON FLASH INTERFACE
– 64 bit Security Code
MEMORY BLOCKS
– Parameter Blocks (Top or Bottom
location)
– Main Blocks
BLOCK LOCKING
– All blocks locked at Power Up
– Any combination of blocks can be locked
– WP for Block Lock-Down
SECURITY
– 64 bit user Programmable OTP cells
– 64 bit unique device identifier
– One Parameter Block Permanently
Lockable
AUTOMATIC STAND-BY MODE
PROGRAM and ERASE SUSPEND
100,000 PROGRAM/ERASE CYCLES per
BLOCK
ELECTRONIC SIGNATURE
– Manufacturer Code: 20h
– Top Device Code, M28W160ECT: 88CEh
– Bottom Device Code, M28W160ECB:
88CFh
PACKAGES
– Compliant with Lead-Free Soldering
Processes
– Lead-Free Versions
Figure 1. Packages
FBGA
TFBGA46 (ZB)
6.39 x 6.37mm
TSOP48 (N)
12 x 20mm
November 2004
1/50
M28W160ECT, M28W160ECB
TABLE OF CONTENTS
FEATURES SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Figure 1. Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
SUMMARY DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Figure 2.
Table 1.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Logic Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Signal Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
TSOP Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
TFBGA Connections (Top view through package) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Block Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Security Block and Protection Register Memory Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
SIGNAL DESCRIPTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Address Inputs (A0-A19). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Data Input/Output (DQ0-DQ15). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Chip Enable (E). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Output Enable (G). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Write Enable (W). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Write Protect (WP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Reset (RP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
V
DD
Supply Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
V
DDQ
Supply Voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
V
PP
Program Supply Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
V
SS
Ground. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
BUS OPERATIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Read. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Write. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Output Disable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Standby. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Automatic Standby. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Reset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Table 2. Bus Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
COMMAND INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Read Memory Array Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Read Status Register Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Read Electronic Signature Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Read CFI Query Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Block Erase Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Program Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Double Word Program Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Clear Status Register Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Program/Erase Suspend Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2/50
M28W160ECT, M28W160ECB
Program/Erase Resume Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Protection Register Program Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Block Lock Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Block Unlock Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Block Lock-Down Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Table 3. Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Table 4. Read Electronic Signature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Table 5. Read Block Lock Signature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Table 6. Read Protection Register and Lock Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Table 7. Program, Erase Times and Program/Erase Endurance Cycles
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
BLOCK LOCKING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Reading a Block’s Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Locked State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Unlocked State. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Lock-Down State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Locking Operations During Erase Suspend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 8. Block Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 9. Protection Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
STATUS REGISTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Program/Erase Controller Status (Bit 7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Erase Suspend Status (Bit 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Erase Status (Bit 5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Program Status (Bit 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
V
PP
Status (Bit 3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Program Suspend Status (Bit 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Block Protection Status (Bit 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Reserved (Bit 0). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Table 10. Status Register Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
MAXIMUM RATING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Table 11. Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
DC and AC PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Table 12. Operating and AC Measurement Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 7. AC Measurement I/O Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 8. AC Measurement Load Circuit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Table 13. Capacitance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Table 14. DC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 9. Read Mode AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Table 15. Read AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 10.Write AC Waveforms, Write Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Table 16. Write AC Characteristics, Write Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Figure 11.Write AC Waveforms, Chip Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Table 17. Write AC Characteristics, Chip Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3/50
M28W160ECT, M28W160ECB
Figure 12.Power-Up and Reset AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Table 18. Power-Up and Reset AC Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
PACKAGE MECHANICAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Figure 13.TSOP48 - 48 lead Plastic Thin Small Outline, 12 x 20mm, Package Outline . . . . . . . . . 29
Table 19. TSOP48 - 48 lead Plastic Thin Small Outline, 12 x 20mm, Package Mechanical Data . 29
Figure 14.TFBGA46 6.39x6.37mm - 8x6 ball array, 0.75mm pitch, Bottom View Package Outline 30
Table 20. TFBGA46 6.39x6.37mm - 8x6 ball array, 0.75mm pitch, Package Mechanical Data . . . 30
Figure 15.TFBGA46 Daisy Chain - Package Connections (Top view through package) . . . . . . . . 31
Figure 16.TFBGA46 Daisy Chain - PCB Connections proposal (Top view through package) . . . . 31
PART NUMBERING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Table 21. Ordering Information Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Table 22. Daisy Chain Ordering Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
APPENDIX A.BLOCK ADDRESS TABLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 23. Top Boot Block Addresses, M28W160ECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 24. Bottom Boot Block Addresses, M28W160ECB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
APPENDIX B.COMMON FLASH INTERFACE (CFI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 25. Query Structure Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 26. CFI Query Identification String. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 27. CFI Query System Interface Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Table 28. Device Geometry Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Table 29. Primary Algorithm-Specific Extended Query Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Table 30. Security Code Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
APPENDIX C.FLOWCHARTS AND PSEUDO CODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Figure 17.Program Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Figure 18.Double Word Program Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Figure 19.Program Suspend & Resume Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Figure 20.Erase Flowchart and Pseudo Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Figure 21.Erase Suspend & Resume Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Figure 22.Locking Operations Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Figure 23.Protection Register Program Flowchart and Pseudo Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
APPENDIX D.COMMAND INTERFACE AND PROGRAM/ERASE CONTROLLER STATE. . . . . . . . 47
Table 31. Write State Machine Current/Next, sheet 1 of 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Table 32. Write State Machine Current/Next, sheet 2 of 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
REVISION HISTORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Table 33. Document Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4/50
M28W160ECT, M28W160ECB
SUMMARY DESCRIPTION
The M28W160EC is a 16 Mbit (1 Mbit x 16) non-
volatile Flash memory that can be erased electri-
cally at the block level and programmed in-system
on a Word-by-Word basis. These operations can
be performed using a single low voltage (2.7 to
3.6V) supply. V
DDQ
allows to drive the I/O pin
down to 1.65V. An optional 12V V
PP
power supply
is provided to speed up customer programming.
The device features an asymmetrical blocked ar-
chitecture. The M28W160EC has an array of 39
blocks: 8 Parameter Blocks of 4 KWord and 31
Main Blocks of 32 KWord. M28W160ECT has the
Parameter Blocks at the top of the memory ad-
dress space while the M28W160ECB locates the
Parameter Blocks starting from the bottom. The
memory maps are shown in
Figure 5., Block Ad-
dresses.
The M28W160EC features an instant, individual
block locking scheme that allows any block to be
locked or unlocked with no latency, enabling in-
stant code and data protection. All blocks have
three levels of protection. They can be locked and
locked-down individually preventing any acciden-
tal programming or erasure. There is an additional
hardware protection against program and erase.
When V
PP
≤
V
PPLK
all blocks are protected against
program or erase. All blocks are locked at power-
up.
Each block can be erased separately. Erase can
be suspended in order to perform either read or
program in any other block and then resumed.
Program can be suspended to read data in any
other block and then resumed. Each block can be
programmed and erased over 100,000 cycles.
The device includes a 128 bit Protection Register
and a Security Block to increase the protection of
a system design. The Protection Register is divid-
ed into two 64 bit segments, the first one contains
a unique device number written by ST, while the
second one is one-time-programmable by the us-
er. The user programmable segment can be per-
manently protected. The Security Block,
parameter block 0, can be permanently protected
by the user.
Figure 6.,
shows the Security Block
and Protection Register Memory Map.
Program and Erase commands are written to the
Command Interface of the memory. An on-chip
Program/Erase Controller takes care of the tim-
ings necessary for program and erase operations.
The end of a program or erase operation can be
detected and any error conditions identified. The
command set required to control the memory is
consistent with JEDEC standards.
The memory is offered in TSOP48 (10 X 20mm)
and TFBGA46 (6.39 x 6.37mm, 0.75mm pitch)
packages. and is supplied with all the bits erased
(set to ’1’).
In addition to the standard version, the packages
are also available in Lead-free version, in compli-
ance with JEDEC Std J-STD-020B, the ST ECO-
PACK 7191395 Specification, and the RoHS
(Restriction of Hazardous Substances) directive.
All packages are compliant with Lead-free solder-
ing processes.
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