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PRELIMINARY DATA
November 2001
This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to change without notice.
M28W640CT
M28W640CB
64 Mbit (4Mb x16, Boot Block)
3V Supply Flash Memory
FEATURES SUMMARY
s
SUPPLY VOLTAGE
V
DD
= 2.7V to 3.6V Core Power Supply
V
DDQ
= 1.65V to 3.3V for Input/Output
V
PP
= 12V for fast Program (optional)
s
ACCESS TIME
3.0V to 3.6V: 80ns
2.7V to 3.6V: 90ns
s
PROGRAMMING TIME:
10s typical
Double Word Programming Option
Quadruple Word Programming Option
s
COMMON FLASH INTERFACE
s
MEMORY BLOCKS
Parameter Blocks (Top or Bottom location)
Main Blocks
s
BLOCK LOCKING
All blocks locked at Power Up
Any combination of blocks can be locked
WP for Block Lock-Down
s
SECURITY
128 bit user Programmable OTP cells
64 bit unique device identifier
One Parameter Block Permanently Lockable
s
AUTOMATIC STAND-BY MODE
s
PROGRAM and ERASE SUSPEND
s
100,000 PROGRAM/ERASE CYCLES per
BLOCK
s
ELECTRONIC SIGNATURE
Manufacturer Code: 20h
Top Device Code, M28W640CT: 8848h
Bottom Device Code, M28W640CB: 8849h
Figure 1. Packages
TSOP48 (N)
12 x 20mm
FBGA
TFBGA48 (ZB)
8 x 6 ball array
M28W640CT, M28W640CB
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TABLE OF CONTENTS
SUMMARY DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Figure 2. Logic Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Table 1. Signal Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Figure 3. TSOP Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Figure 4. TFBGA Connections (Top view through package) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Figure 5. Block Addresses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Figure 6. Security Block Memory Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
SIGNAL DESCRIPTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Address Inputs (A0-A21). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 (2.7V to 3.6V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
V
DDQ
Supply Voltage (1.65V to V
DD
). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
Read Electronic Signature Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
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
Program/Erase Resume Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Protection Register Program Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Block Lock-Down Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
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M28W640CT, M28W640CB
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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
BLOCK LOCKING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Locked State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Unlocked State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Lock-Down State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Reading a Block's Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Locking Operations During Erase Suspend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 8. Block Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 9. Protection Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
STATUS REGISTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Program/Erase Controller Status (Bit 7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Erase Suspend Status (Bit 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Erase Status (Bit 5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Program Status (Bit 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
V
PP
Status (Bit 3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Program Suspend Status (Bit 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Block Protection Status (Bit 1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Reserved (Bit 0). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Table 10. Status Register Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
MAXIMUM RATING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Table 11. Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
DC and AC PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Table 12. Operating and AC Measurement Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 7. AC Measurement I/O Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 8. AC Measurement Load Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Table 13. Capacitance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Table 14. DC Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 9. Read AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Table 15. Read AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Figure 10. Write AC Waveforms, Write Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Table 16. Write AC Characteristics, Write Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Figure 11. Write AC Waveforms, Chip Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Table 17. Write AC Characteristics, Chip Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Figure 12. Power-Up and Reset AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Table 18. Power-Up and Reset AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
PACKAGE MECHANICAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
M28W640CT, M28W640CB
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Figure 13. TSOP48 - 48 lead Plastic Thin Small Outline, 12 x 20mm, Package Outline . . . . . . . . 30
Table 19. TSOP48 - 48 lead Plastic Thin Small Outline, 12 x 20mm, Package Mechanical Data . 30
Figure 14. TFBGA48 - 8 x 6 ball array, 0.75 mm pitch, Bottom View Package Outline . . . . . . . . . 31
Table 20. TFBGA48 - 8 x 6 ball array, 0.75 mm pitch, Package Mechanical Data . . . . . . . . . . . . . 31
Figure 15. TFBGA48 Daisy Chain - Package Connections (Top view through package) . . . . . . . . 32
Figure 16. TFBGA48 Daisy Chain - PCB Connections proposal (Top view through package) . . . . 32
PART NUMBERING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 21. Ordering Information Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 22. Daisy Chain Ordering Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
REVISION HISTORY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 23. Document Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
APPENDIX A. BLOCK ADDRESS TABLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 24. Top Boot Block Addresses, M28W640CT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 25. Bottom Boot Block Addresses, M28W640CB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
APPENDIX B. COMMON FLASH INTERFACE (CFI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Table 26. Query Structure Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Table 27. CFI Query Identification String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Table 28. CFI Query System Interface Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Table 29. Device Geometry Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Table 30. Primary Algorithm-Specific Extended Query Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Table 31. Security Code Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
APPENDIX C. FLOWCHARTS AND PSEUDO CODES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Figure 17. Program Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Figure 18. Double Word Program Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Figure 19. Quadruple Word Program Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Figure 20. Program Suspend & Resume Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Figure 21. Erase Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Figure 22. Erase Suspend & Resume Flowchart and Pseudo Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Figure 23. Locking Operations Flowchart and Pseudo Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
APPENDIX D. COMMAND INTERFACE AND PROGRAM/ERASE CONTROLLER STATE . . . . . . . 52
Table 32. Write State Machine Current/Next, sheet 1 of 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Table 33. Write State Machine Current/Next, sheet 2 of 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
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M28W640CT, M28W640CB
SUMMARY DESCRIPTION
The M28W640C is a 64 Mbit (4 Mbit x 16) non-vol-
atile Flash memory that can be erased electrically
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 pro-
vided to speed up customer programming.
The device features an asymmetrical blocked ar-
chitecture. The M28W640C has an array of 135
blocks: 8 Parameter Blocks of 4 KWord and 127
Main Blocks of 32 KWord. M28W640CT has the
Parameter Blocks at the top of the memory ad-
dress space while the M28W640CB locates the
Parameter Blocks starting from the bottom. The
memory maps are shown in Figure 5, Block Ad-
dresses.
The M28W640C 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 192 bit Protection Register
and a Security Block to increase the protection of
a system design. The Protection Register is divid-
ed into a 64 bit segment and a 128 bit segment.
The 64 bit segment contains a unique device num-
ber written by ST, while the second one is one-
time-programmable by the user. The user pro-
grammable segment can be permanently protect-
ed. The Security Block, parameter block 0, can be
permanently protected by the user. Figure 6,
shows the Security Block 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 (12 X 20mm)
and TFBGA48 (0.75mm pitch) packages and is
supplied with all the bits erased (set to '1').
Figure 2. Logic Diagram
Table 1. Signal Names
A0-A21
Address Inputs
DQ0-DQ15
Data Input/Output
E
Chip Enable
G
Output Enable
W
Write Enable
RP
Reset
WP
Write Protect
V
DD
Core Power Supply
V
DDQ
Power Supply for
Input/Output
V
PP
Optional Supply Voltage for
Fast Program & Erase
V
SS
Ground
NC
Not Connected Internally
AI04378
22
A0-A21
W
DQ0-DQ15
VDD
M28W640CT
M28W640CB
E
VSS
16
G
RP
WP
VDDQ VPP
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