PRELIMINARY DATA
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Rev 1.0
September 2005
1/98
1
M58LT128GST
M58LT128GSB
128Mbit (8Mb x16, Multiple Bank, Multi-Level, Burst)
1.8V Supply Secure Flash Memories
Features Summary
SUPPLY VOLTAGE
V
DD
= 1.7 to 2.0V for program, erase and
read
V
DDQ
= 2.7 to 3.6V for I/O Buffers
V
PP
= 9V for fast program
SYNCHRONOUS / ASYNCHRONOUS READ
Random Access: 110ns
Asynchronous Page Read: 25ns.
Synchronous Burst Read: 52MHz
SYNCHRONOUS BURST READ SUSPEND
PROGRAMMING TIME
10s typical Word program time using
Buffer Enhanced Factory Program
command
MEMORY ORGANIZATION
Multiple Bank Memory Array:
8 Mbit Banks
Parameter Blocks (Top or Bottom location)
DUAL OPERATIONS
program/erase in one Bank while read in
others
No delay between read and write
operations
HARDWARE PROTECTION
All Blocks Write Protected when V
PP
V
PPLK
SECURITY
Software Security Features
64-bit Unique Device Identifier
2112 bits of User-Programmable OTP
memory
COMMON FLASH INTERFACE (CFI)
100,000 PROGRAM/ERASE CYCLES per
BLOCK
ELECTRONIC SIGNATURE
Manufacturer Code: 20h
Device Code:
M58LT128GST: 88C6h
M58LT128GSB: 88C7h
ECOPACK
PACKAGE AVAILABLE
BGA
TBGA64 (ZA)
10 x 13mm
www.st.com
M58LT128GST, M58LT128GSB
2/98
Contents
1
Summary description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2
Signal descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1
Address Inputs (A0-A22) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2
Data Input/Output (DQ0-DQ15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3
Chip Enable (E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4
Output Enable (G) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.5
Write Enable (W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.6
Reset (RP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.7
Latch Enable (L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.8
Clock (K) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.9
Wait (WAIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.10
V
DD
Supply Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.10.1 V
DDQ
Supply Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.11
V
PP
Program Supply Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.12
V
SS
Ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.13
V
SSQ
Ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3
Bus operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.1
Bus Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2
Bus Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3
Address Latch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.4
Output Disable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5
Standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.6
Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4
Command Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1
Read Array command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2
Read Status Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3
Read Electronic Signature command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.4
Read CFI Query command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.5
Clear Status Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
M58LT128GST, M58LT128GSB
3/98
4.6
Block Erase command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.7
Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.8
Buffer Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.9
Buffer Enhanced Factory Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.9.1
Setup phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.9.2
Program and Verify phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.9.3
Exit phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.10
Program/Erase Suspend command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.11
Program/Erase Resume command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.11.1 Protection Register Program command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.12
Set Configuration Register command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5
Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.1
Program/Erase Controller Status Bit (SR7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.2
Erase Suspend Status Bit (SR6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.3
Erase Status Bit (SR5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.4
Program Status Bit (SR4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.5
V
PP
Status Bit (SR3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.6
Program Suspend Status Bit (SR2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.7
Bank Write/Multiple Word Program Status Bit (SR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6
Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.1
Read Select Bit (CR15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.2
X-Latency Bits (CR13-CR11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.3
Wait Polarity Bit (CR10) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.4
Data Output Configuration Bit (CR9) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.5
Wait Configuration Bit (CR8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.6
Burst Type Bit (CR7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.7
Valid Clock Edge Bit (CR6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.8
Wrap Burst Bit (CR3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.9
Burst length Bits (CR2-CR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7
Read modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.1
Asynchronous Read modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.1.1
Asynchronous Random Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
M58LT128GST, M58LT128GSB
4/98
7.1.2
Asynchronous Page Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.2
Synchronous Burst Read modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
7.2.1
Synchronous Burst Read Suspend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
7.2.2
Single Synchronous Read mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
8
Dual Operations and Multiple Bank architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
9
Program and Erase times and Endurance cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
10
Maximum Rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
11
DC and AC parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
12
Package mechanical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
13
Part Numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Appendix A
Block address tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Appendix B
Common Flash Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Appendix C
Flowcharts and Pseudo Codes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Appendix D
Command Interface state tables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
14
REVISION HISTORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
M58LT128GST, M58LT128GSB
5/98
List of tables
Table 1.
Signal Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Table 2.
Bank Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Table 3.
Bus Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 4.
Command Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Table 5.
Standard Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Table 6.
Factory Program Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Table 7.
Electronic Signature Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Table 8.
Protection Register Lock Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Table 9.
Status Register Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 10.
Configuration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Table 11.
Burst Type Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Table 12.
Wait at the Boundary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Table 13.
Dual Operations Allowed In Other Banks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Table 14.
Dual Operations Allowed In Same Bank. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Table 15.
Dual Operation Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Table 16.
Program/Erase Times and Endurance Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Table 17.
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Table 18.
Operating and AC Measurement Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Table 19.
Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Table 20.
DC Characteristics - Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Table 21.
DC Characteristics - Voltages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Table 22.
Asynchronous Read AC Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Table 23.
Synchronous Read AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Table 24.
Write AC Characteristics, Write Enable Controlled. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Table 25.
Write AC Characteristics, Chip Enable Controlled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Table 26.
Reset and Power-up AC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Table 27.
TBGA64 10x13mm - 8x8 active ball array, 1mm pitch, Package Mechanical Data . . . . . . 66
Table 28.
Ordering Information Scheme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Table 29.
Daisy Chain Ordering Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Table 30.
M58LT128GST - Parameter Bank Block Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Table 31.
M58LT128GST - Main Bank Base Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Table 32.
M58LT128GST - Block Addresses in Main Banks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Table 33.
M58LT128GSB - Parameter Bank Block Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Table 34.
M58LT128GSB- Main Bank Base Addresses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Table 35.
M58LT128GSB - Block Addresses in Main Banks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Table 36.
Query Structure Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Table 37.
CFI Query Identification String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Table 38.
CFI Query System Interface Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Table 39.
Device Geometry Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Table 40.
Primary Algorithm-Specific Extended Query Table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Table 41.
Protection Register Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Table 42.
Burst Read Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Table 43.
Bank and Erase Block Region Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Table 44.
Bank and Erase Block Region 1 Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Table 45.
Bank and Erase Block Region 2 Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Table 46.
Command Interface States - Modify Table, Next State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Table 47.
Command Interface States - Modify Table, Next Output State. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Table 48.
Command Interface States - Lock Table, Next State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
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