M58PR256LE
M58PR512LE M58PR001LE
256-Mbit, 512-Mbit or 1-Gbit (× 16, multiple bank, multilevel, burst)
1.8 V supply Flash memories
Features
■
Supply voltage
– V
DD
= 1.7 V to 2.0 V for program, erase
and read
– V
DDQ
= 1.7 V to 2.0 V for I/O buffers
– V
PP
= 9 V for fast program
Synchronous/asynchronous read
– Synchronous burst read mode:
108 MHz, 66 MHz
– Asynchronous page read mode
– Random access: 96 ns
Programming time
– 4.2 µs typical word program time using
Buffer Enhanced Factory Program
command
Memory organization
– Multiple bank memory array:
32 Mbit banks (256 Mb devices)
64 Mbit banks (512 Mb devices)
128 Mbit banks (1 Gb devices)
– Four EFA (extended flash array) blocks of
64 Kbits
Dual operations
– Program/erase in one bank while read in
others
– No delay between read and write
operations
Block locking
– All blocks locked at power-up
– Any combination of blocks can be locked
with zero latency
– WP for block lock-down
– Absolute Write protection with V
PP
= V
SS
FBGA
■
TFBGA105 (ZAD)
9 x 11 mm
TFBGA107 (ZAC)
8 x 11 mm
■
■
■
Security
– 64 bit unique device number
– 2112 bit user programmable OTP cells
CFI (common Flash interface)
100 000 program/erase cycles per block
Electronic signature
– Manufacturer code: 20h
– 256 Mbit device: 8818
– 512 Mbit device: 8819
– 1 Gbit device: 880F
ECOPACK® package available.
■
■
■
■
■
■
November 2007
Rev 3
1/119
www.st.com
1
Contents
M58PR256LE, M58PR512LE, M58PR001LE
Contents
1
2
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Signal descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16
Address inputs (A0-Amax) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Data inputs/outputs (DQ0-DQ15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Chip Enable (E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Output Enable (G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Write Enable (W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Write Protect (WP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Reset (RP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Deep power-down (DPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Latch Enable (L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Clock (K) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Wait (WAIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
V
DD
supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
V
DDQ
supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
V
PP
program supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
V
SS
ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
V
SSQ
ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3
Bus operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
Bus Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Bus Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Address Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Output Disable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Deep power-down (DPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4
Command interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.1
4.2
Read Array command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Read Status Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2/124
M58PR256LE, M58PR512LE, M58PR001LE
Contents
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
Read Electronic Signature command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Read CFI Query command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Clear Status Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Block Erase command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Buffer Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Buffer Enhanced Factory Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.9.1
4.9.2
4.9.3
Setup phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Program and verify phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Exit phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19
4.20
4.21
4.22
4.23
4.24
4.25
4.26
Program/Erase Suspend command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Program/Erase Resume command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Protection Register Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Set Configuration Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Block Lock command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Block Unlock command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Block Lock-down command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Blank Check command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Set Enhanced Configuration Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Read EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Program EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Erase EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Suspend EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Resume EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Lock EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Unlock EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Lock-down EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5
Program operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.1
5.2
Program regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Program modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
5.2.1
5.2.2
Control program mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Object program mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
5.3
Program methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3/124
Contents
5.3.1
5.3.2
5.3.3
M58PR256LE, M58PR512LE, M58PR001LE
Single word program method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Buffer program method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Buffer enhanced factory program method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6
Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
Control program mode status bit (SR9) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Object program mode status bit (SR8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Program/Erase Controller status bit (SR7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Erase suspend status bit (SR6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Erase status bit (SR5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Program status bit (SR4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
V
PP
status bit (SR3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Program Suspend Status bit (SR2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Block protection status bit (SR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Bank write/multiple word program status bit (SR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
7
Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
Read select bit (CR15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
X latency bits (CR14-CR11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Wait polarity bit (CR10) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Wait configuration bit (CR8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Burst length bits (CR2-CR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
8
Enhanced Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
8.1
8.2
8.3
Deep power-down mode bit (ECR15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Deep power-down polarity bit (ECR14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Output driver control bits (ECR2-ECR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
9
10
Extended Flash array (EFA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Read modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
10.1
10.2
10.3
Asynchronous read mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Synchronous burst read mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Single synchronous read mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4/124
M58PR256LE, M58PR512LE, M58PR001LE
Contents
11
12
Dual operations and multiple bank architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Block locking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
Reading a block’s lock status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Locked state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Unlocked state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Lock-down state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Locking operations during erase suspend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
13
14
15
16
17
Program and erase times and endurance cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
DC and AC parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Package mechanical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Appendix A Block address tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Appendix B Common Flash interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Appendix C Flowcharts and pseudocodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Appendix D Command interface state tables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
18
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
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