M58PR256J
M58PR512J
256 Mbit or 512 Mbit (x16, 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 Mbit devices); 64 Mbit Banks
(512 Mbit devices)
– Four Extended Flash Array (EFA) 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
The M58PRxxxJ memories are only available as part of a multi-chip package device.
■
Not packaged separately
■
■
■
Security
– 64 bit unique device number
– 2112 bit user programmable OTP Cells
Common Flash Interface (CFI)
100,000 program/erase cycles per block
Electronic signature
– Manufacturer Code: 20h
– 256 Mbit Device: 8818
– 512 Mbit Device: 8819
■
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■
■
■
December 2006
Rev 3
1/114
www.st.com
1
Contents
M58PR256J, M58PR512J
Contents
1
2
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Signal descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
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) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Data Input/Output (DQ0-DQ15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Chip Enable (E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Output Enable (G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Write Enable (W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Write Protect (WP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Reset (RP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Deep Power-Down (DPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Latch Enable (L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Clock (K) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Wait (WAIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
V
DD
supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
V
DDQ
supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
V
PP
Program supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
V
SS
ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
V
SSQ
ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3
Bus operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
Bus Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Bus Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Address Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Output Disable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Deep Power-Down (DPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4
Command interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.1
4.2
Read Array command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Read Status Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2/114
M58PR256J, M58PR512J
Contents
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
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
4.27
4.28
4.29
Read Electronic Signature command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Read CFI Query command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Clear Status Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Block Erase command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Buffer Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Buffer Enhanced Factory Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Setup phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Program and Verify phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Exit phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Program/Erase Suspend command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Program/Erase Resume command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Protection Register Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Set Configuration Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Block Lock command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Block Unlock command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Block Lock-Down command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Blank Check command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Set Enhanced Configuration Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Read EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Program EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Erase EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Suspend EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Resume EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Lock EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Unlock EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Lock-Down EFA Block command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5
Program operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.1
5.2
5.3
5.4
Program Regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Program modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Control Program mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Object Program mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3/114
Contents
M58PR256J, M58PR512J
5.5
5.6
5.7
5.8
Program methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Single Word Program method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Buffer Program method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Buffer Enhanced Factory Program method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6
Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
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) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Object Program Mode status bit (SR8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Program/Erase Controller status bit (SR7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Erase Suspend status bit (SR6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Erase status bit (SR5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Program status bit (SR4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
V
PP
status bit (SR3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Program Suspend status bit (SR2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Block Protection status bit (SR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Bank Write/Multiple Word Program status bit (SR0) . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7
Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
Read Select bit (CR15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
X-Latency bits (CR14-CR11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Wait Polarity bit (CR10) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Wait Configuration bit (CR8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Burst length bits (CR2-CR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
8
Enhanced Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
8.1
8.2
8.3
Deep Power-Down Mode bit (ECR15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Deep Power-Down Polarity bit (ECR14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Output Driver Control bits (ECR2-ECR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
9
10
Extended Flash Array (EFA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Read modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
10.1
10.2
10.3
Asynchronous Read mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Synchronous Burst Read mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Single Synchronous Read mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
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M58PR256J, M58PR512J
Contents
11
12
Dual operations and multiple bank architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Block locking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
Reading a block’s lock status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Locked state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Unlocked state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Lock-Down state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Locking operations during Erase Suspend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
13
14
15
16
Program and erase times and endurance cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Maximum rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
DC and ac parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Appendix A Block address tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Appendix B Common Flash Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Appendix C Flowcharts and pseudo codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Appendix D Command interface state tables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5/114
