20005014B Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

Data Sheet

www.microchip.com

16 Mbit (x16) Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Features

• Organized as 1M x16

• Single Voltage Read and Write Operations

– 1.65-1.95V

• Superior Reliability

– Endurance: 100,000 Cycles (Typical)
– Greater than 100 years Data Retention

• Low Power Consumption (typical values at 5 MHz)

– Active Current: 5 mA (typical)
– Standby Current: 5 µA (typical)
– Auto Low Power Mode: 5 µA (typical)

• Hardware Block-Protection/WP# Input Pin

– Top Block-Protection (top 32 KWord)

for SST39WF1602

– Bottom Block-Protection (bottom 32 KWord)

for SST39WF1601

• Sector-Erase Capability

– Uniform 2 KWord sectors

• Block-Erase Capability

– Uniform 32 KWord blocks

• Chip-Erase Capability

• Erase-Suspend/Erase-Resume Capabilities

• Hardware Reset Pin (RST#)

• Security-ID Feature

– SST: 128 bits; User: 128 bits

• Fast Read Access Time:

– 70 ns

• Latched Address and Data

• Fast Erase and Word-Program:

– Sector-Erase Time: 36 ms (typical)
– Block-Erase Time: 36 ms (typical)
– Chip-Erase Time: 140 ms (typical)
– Word-Program Time: 28 µs (typical)

• Automatic Write Timing

– Internal V

PP

Generation

• End-of-Write Detection

– Toggle Bits
– Data# Polling

• CMOS I/O Compatibility

• JEDEC Standard

– Flash EEPROM Pin Assignments and

Command Sets

• Packages Available

– 48-ball TFBGA (6mm x 8mm)
– 48-ball WFBGA (4mm x 6mm)

• All devices are RoHS compliant

• AEC-Q100-qualified devices available

The SST39WF1601 / SST39WF1602 are a 1M x16 CMOS Multi-Purpose Flash
Plus (MPF+) devices manufactured with proprietary, high-performance CMOS
SuperFlash technology. The split-gate cell design and thick-oxide tunneling injec-
tor attain better reliability and manufacturability compared with alternate
approaches. The SST39WF1601 / SST39WF1602 write (Program or Erase) with
a 1.65-1.95V power supply. These devices conform to JEDEC standard pin
assignments for x16 memories.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

2

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Product Description

The SST39WF1601/1602 devices are 1M x16 CMOS Multi-Purpose Flash Plus (MPF+) manufactured

with proprietary, high-performance CMOS SuperFlash technology. The split-gate cell design and thick-
oxide tunneling injector attain better reliability and manufacturability compared with alternate
approaches. The SST39WF1601/1602 write (Program or Erase) with a 1.65-1.95V power supply.

These devices conform to JEDEC standard pin assignments for x16 memories.

Featuring high performance Word-Program, the SST39WF1601/1602 devices provide a typical Word-
Program time of 28 µsec. These devices use Toggle Bit or Data# Polling to indicate the completion of
Program operation. To protect against inadvertent write, they have on-chip hardware and Software
Data Protection schemes. Designed, manufactured, and tested for a wide spectrum of applications,
these devices are offered with a guaranteed typical endurance of 100,000 cycles. Data retention is
rated at greater than 100 years.

The SST39WF1601/1602 devices are suited for applications that require convenient and economical

updating of program, configuration, or data memory. For all system applications, they significantly
improve performance and reliability, while lowering power consumption. They inherently use less
energy during Erase and Program than alternative flash technologies. The total energy consumed is a
function of the applied voltage, current, and time of application. Since for any given voltage range, the
SuperFlash technology uses less current to program and has a shorter erase time, the total energy
consumed during any Erase or Program operation is less than alternative flash technologies. These
devices also improve flexibility while lowering the cost for program, data, and configuration storage
applications.

The SuperFlash technology provides fixed Erase and Program times, independent of the number of

Erase/Program cycles that have occurred. Therefore the system software or hardware does not have
to be modified or de-rated as is necessary with alternative flash technologies, whose Erase and Pro-
gram times increase with accumulated Erase/Program cycles.

To meet high density, surface mount requirements, the SST39WF1601/1602 are offered in both 48-ball
TFBGA and 48-ball WFBGA packages. See Figures 2 and 3 for pin assignments.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

3

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Block Diagram

Figure 1: Functional Block Diagram

Y-Decoder

I/O Buffers and Data Latches

1297 B1.0

Address Buffer Latches

X-Decoder

DQ15 - DQ0

Memory Address

OE#

CE#

WE#

SuperFlash

Memory

Control Logic

WP#

RESET#

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

4

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Block Diagram

Figure 2: Pin assignments for 48-ball TFBGA

Figure 3: Pin assignments for 48-ball WFBGA

A13

A9

WE#

NC

A7

A3

A12

A8

RST#

WP#

A17

A4

A14

A10

NC

A18

A6

A2

A15

A11

A19

NC

A5

A1

A16

DQ7

DQ5

DQ2

DQ0

A0

NC

DQ14

DQ12

DQ10

DQ8

CE#

DQ15

DQ13

VDD

DQ11

DQ9

OE#

VSS

DQ6

DQ4

DQ3

DQ1

VSS

1297 48-tfbga B3K P1.1

TOP VIEW (balls facing down)

6

5

4

3

2

1

A

B

C

D

E

F

G

H

A2

A1

A0

CE#

V

SS

A4

A3

A5

DQ8

OE#

DQ0

A6

A7

A18

DQ10

DQ9

DQ1

A17

WP#

A19

DQ2

NC

DQ3

NC

V

DD

WE#

DQ12

RST#

NC

NC

DQ13

A9

A10

A8

DQ4

DQ5

DQ14

A11

A13

A12

DQ11

DQ6

DQ15

A14

A15

A16

DQ7

V

SS

TOP VIEW (balls facing down)

A

B

C

D

E

F

G

H

J

K

L

6

5

4

3

2

1

1297 48-wfbga MBQ P02.0

SST39WF160x

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

5

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Table 1: Pin Description

Symbol

Pin Name

Functions

A

MS

1

-A

0

Address Inputs

To provide memory addresses.

During Sector-Erase A

MS

-A

11

address lines will select the sector.

During Block-Erase A

MS

-A

15

address lines will select the block.

DQ

15

-DQ

0

Data Input/output To output data during Read cycles and receive input data during Write cycles.

Data is internally latched during a Write cycle.

The outputs are in tri-state when OE# or CE# is high.

WP#

Write Protect

To protect the top/bottom boot block from Erase/Program operation when

grounded.

RST#

Reset

To reset and return the device to Read mode.

CE#

Chip Enable

To activate the device when CE# is low.

OE#

Output Enable

To gate the data output buffers.

WE#

Write Enable

To control the Write operations.

V

DD

Power Supply

To provide power supply voltage: 1.65-1.95V

V

SS

Ground

NC

No Connection

Unconnected pins.

T1.0 20005014

1. A

MS

= Most significant address

A

MS

= A

19

for SST39WF1601/1602

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

6

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Device Operation

Commands are used to initiate the memory operation functions of the device. Commands are written
to the device using standard microprocessor write sequences. A command is written by asserting WE#
low while keeping CE# low. The address bus is latched on the falling edge of WE# or CE#, whichever
occurs last. The data bus is latched on the rising edge of WE# or CE#, whichever occurs first.

The SST39WF1601/1602 also have the Auto Low Power mode which puts the device in a near

standby mode after data has been accessed with a valid Read operation. This reduces the I

DD

active

read current from typically 9 mA to typically 5 µA. The Auto Low Power mode reduces the typical I

DD

active read current to the range of 2 mA/MHz of Read cycle time. The device exits the Auto Low Power
mode with any address transition or control signal transition used to initiate another Read cycle, with
no access time penalty. Note that the device does not enter Auto-Low Power mode after power-up with
CE# held steadily low, until the first address transition or CE# is driven high.

Read

The Read operation of the SST39WF1601/1602 is controlled by CE# and OE#, both have to be low for

the system to obtain data from the outputs. CE# is used for device selection. When CE# is high, the
chip is deselected and only standby power is consumed. OE# is the output control and is used to gate
data from the output pins. The data bus is in high impedance state when either CE# or OE# is high.
Refer to the Read cycle timing diagram for further details (Figure 4).

Word-Program Operation

The SST39WF1601/1602 are programmed on a word-by-word basis. Before programming, the sector

where the word exists must be fully erased. The Program operation is accomplished in three steps.

The first step is the three-byte load sequence for Software Data Protection. The second step is to load

word address and word data. During the Word-Program operation, the addresses are latched on the
falling edge of either CE# or WE#, whichever occurs last. The data is latched on the rising edge of
either CE# or WE#, whichever occurs first. The third step is the internal Program operation which is ini-
tiated after the rising edge of the fourth WE# or CE#, whichever occurs first. The Program operation,
once initiated, will be completed within 40 µs. See Figures 5 and 6 for WE# and CE# controlled Pro-
gram operation timing diagrams and Figure 20 for flowcharts. During the Program operation, the only
valid reads are Data# Polling and Toggle Bit. During the internal Program operation, the host is free to
perform additional tasks. Any commands issued during the internal Program operation are ignored.
During the command sequence, WP# should be statically held high or low.

Sector/Block-Erase Operation

The Sector- (or Block-) Erase operation allows the system to erase the device on a sector-by-sector (or

block-by-block) basis. The SST39WF1601/1602 offer both Sector-Erase and Block-Erase modes. The
sector architecture is based on uniform sector size of 2 KWord. The Block-Erase mode is based on
uniform block size of 32 KWord. The Sector-Erase operation is initiated by executing a six-byte com-
mand sequence with Sector-Erase command (30H) and sector address (SA) in the last bus cycle. The
Block-Erase operation is initiated by executing a six-byte command sequence with Block-Erase com-
mand (50H) and block address (BA) in the last bus cycle. The sector or block address is latched on the
falling edge of the sixth WE# pulse, while the command (30H or 50H) is latched on the rising edge of
the sixth WE# pulse. The internal Erase operation begins after the sixth WE# pulse. The End-of-Erase
operation can be determined using either Data# Polling or Toggle Bit methods. See Figures 10 and 11
for timing waveforms and Figure 24 for the flowchart. Any commands issued during the Sector- or

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

7

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Block-Erase operation are ignored. When WP# is low, any attempt to Sector- (Block-) Erase the pro-
tected block will be ignored. During the command sequence, WP# should be statically held high or low.

Erase-Suspend/Erase-Resume Commands

The Erase-Suspend operation temporarily suspends a Sector- or Block-Erase operation thus allowing

data to be read from any memory location, or program data into any sector/block that is not suspended
for an Erase operation. The operation is executed by issuing one byte command sequence with Erase-
Suspend command (B0H). The device automatically enters read mode typically within 20 µs after the
Erase-Suspend command had been issued. Valid data can be read from any sector or block that is not
suspended from an Erase operation. Reading at address location within erase-suspended sectors/
blocks will output DQ

2

toggling and DQ

6

at “1”. While in Erase-Suspend mode, a Word-Program oper-

ation is allowed except for the sector or block selected for Erase-Suspend.

To resume Sector-Erase or Block-Erase operation which has been suspended the system must issue

Erase Resume command. The operation is executed by issuing one byte command sequence with
Erase Resume command (30H) at any address in the last Byte sequence.

Chip-Erase Operation

The SST39WF1601/1602 provide a Chip-Erase operation, which allows the user to erase the entire

memory array to the “1” state. This is useful when the entire device must be quickly erased.

The Chip-Erase operation is initiated by executing a six-byte command sequence with Chip-Erase

command (10H) at address 5555H in the last byte sequence. The Erase operation begins with the ris-
ing edge of the sixth WE# or CE#, whichever occurs first. During the Erase operation, the only valid
read is Toggle Bit or Data# Polling. See Table 6 for the command sequence, Figure 10 for timing dia-
gram, and Figure 24 for the flowchart. Any commands issued during the Chip-Erase operation are
ignored. When WP# is low, any attempt to Chip-Erase will be ignored. During the command sequence,

WP# should be statically held high or low.

Write Operation Status Detection

The SST39WF1601/1602 provide two software means to detect the completion of a Write (Program or

Erase) cycle, in order to optimize the system write cycle time. The software detection includes two sta-
tus bits: Data# Polling (DQ

7

) and Toggle Bit (DQ

6

). The End-of-Write detection mode is enabled after

the rising edge of WE#, which initiates the internal Program or Erase operation.

The actual completion of the nonvolatile write is asynchronous with the system; therefore, either a

Data# Polling or Toggle Bit read may be simultaneous with the completion of the write cycle. If this
occurs, the system may possibly get an erroneous result, i.e., valid data may appear to conflict with
either DQ

7

or DQ

6

. In order to prevent spurious rejection, if an erroneous result occurs, the software

routine should include a loop to read the accessed location an additional two (2) times. If both reads
are valid, then the device has completed the Write cycle, otherwise the rejection is valid.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

8

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Data# Polling (DQ

7

)

When the SST39WF1601/1602 are in the internal Program operation, any attempt to read DQ

7

will

produce the complement of the true data. Once the Program operation is completed, DQ

7

will produce

true data. Note that even though DQ

7

may have valid data immediately following the completion of an internal

Write operation, the remaining data outputs may still be invalid: valid data on the entire data bus will appear in

subsequent successive Read cycles after an interval of 1 µs. During internal Erase operation, any attempt
to read DQ

7

will produce a ‘0’. Once the internal Erase operation is completed, DQ

7

will produce a ‘1’.

The Data# Polling is valid after the rising edge of fourth WE# (or CE#) pulse for Program operation. For

Sector-, Block- or Chip-Erase, the Data# Polling is valid after the rising edge of sixth WE# (or CE#)
pulse. See Figure 7 for Data# Polling timing diagram and Figure 21 for a flowchart.

Toggle Bits (DQ6 and DQ2)

During the internal Program or Erase operation, any consecutive attempts to read DQ

6

will produce

alternating “1”s and “0”s, i.e., toggling between 1 and 0. When the internal Program or Erase operation
is completed, the DQ

6

bit will stop toggling. The device is then ready for the next operation. For Sector-

, Block-, or Chip-Erase, the toggle bit (DQ

6

) is valid after the rising edge of sixth WE# (or CE#) pulse.

DQ

6

will be set to “1” if a Read operation is attempted on an Erase-Suspended Sector/Block. If Pro-

gram operation is initiated in a sector/block not selected in Erase-Suspend mode, DQ

6

will toggle.

An additional Toggle Bit is available on DQ

2

, which can be used in conjunction with DQ

6

to check

whether a particular sector is being actively erased or erase-suspended. Table 2 shows detailed status
bits information. The Toggle Bit (DQ

2

) is valid after the rising edge of the last WE# (or CE#) pulse of

Write operation. See Figure 8 for Toggle Bit timing diagram and Figure 21 for a flowchart.

Note: DQ

7

and DQ

2

require a valid address when reading status information.

Table 2: Write Operation Status

Status

DQ

7

DQ

6

DQ

2

Normal Operation

Standard Program

DQ

7

#

Toggle

No Toggle

Standard Erase

0

Toggle

Toggle

Erase-Suspend
Mode

Read from Erase-Suspended Sector/Block

1

1

Toggle

Read from Non- Erase-Suspended Sector/Block

Data

Data

Data

Program

DQ

7

#

Toggle

N/A

T2.0 20005014

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

9

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Data Protection

The SST39WF1601/1602 provide both hardware and software features to protect nonvolatile data from

inadvertent writes.

Hardware Data Protection

Noise/Glitch Protection: A WE# or CE# pulse of less than 5 ns will not initiate a write cycle.

V

DD

Power Up/Down Detection: The Write operation is inhibited when V

DD

is less than 1.5V.

Write Inhibit Mode: Forcing OE# low, CE# high, or WE# high will inhibit the Write operation. This pre-

vents inadvertent writes during power-up or power-down.

Hardware Block Protection

The SST39WF1602 support top hardware block protection, which protects the top 32 KWord block of

the device. The SST39WF1601 support bottom hardware block protection, which protects the bottom
32 KWord block of the device. The Boot Block address ranges are described in Table 3. Program and
Erase operations are prevented on the 32 KWord when WP# is low. If WP# is left floating, it is internally
held high via a pull-up resistor, and the Boot Block is unprotected, enabling Program and Erase opera-
tions on that block.

Hardware Reset (RST#)

The RST# pin provides a hardware method of resetting the device to read array data. When the RST#

pin is held low for at least T

RP,

any in-progress operation will terminate and return to Read mode. When

no internal Program/Erase operation is in progress, a minimum period of T

RHR

is required after RST#

is driven high before a valid Read can take place (see Figure 16).

The Erase or Program operation that has been interrupted needs to be reinitiated after the device

resumes normal operation mode to ensure data integrity.

Software Data Protection (SDP)

The SST39WF1601/1602 provide the JEDEC approved Software Data Protection scheme for all data

alteration operations, i.e., Program and Erase. Any Program operation requires the inclusion of the
three-byte sequence. The three-byte load sequence is used to initiate the Program operation, provid-
ing optimal protection from inadvertent Write operations, e.g., during the system power-up or power-
down. Any Erase operation requires the inclusion of six-byte sequence. These devices are shipped
with the Software Data Protection permanently enabled. See Table 6 for the specific software com-
mand codes. During SDP command sequence, invalid commands will abort the device to read mode
within T

RC.

The contents of DQ

15

-DQ

8

can be V

IL

or V

IH

, but no other value, during any SDP command

sequence.

Table 3: Boot Block Address Ranges

Product

Address Range

Bottom Boot Block

SST39WF1601

000000H-007FFFH

Top Boot Block

SST39WF1602

0F8000H-0FFFFFH

T3.0 20005014

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005014B-html.html
background image

©2013 Silicon Storage Technology, Inc.

DS-20005014B

11/2013

10

16 Mbit Multi-Purpose Flash Plus

SST39WF1601 / SST39WF1602

Data Sheet

Common Flash Memory Interface (CFI)

The SST39WF1601/1602 contain the CFI information to describe the characteristics of the device. The

SST39WF1601/1602 support the original SST CFI Query mode implementation for compatibility with
existing SST devices as well as the general CFI Query mode. Both will be explained in subsequent
paragraphs.

In order to enter the SST CFI Query mode, the system must write the three-byte sequence, same as
the product ID entry command with 98H (CFI Query command) to address 5555H in the last byte
sequence. Once the device enters CFI Query mode, the system can read CFI data at the addresses
given in Tables 7 through 9. The system must write the CFI Exit command to return to Read mode from
the CFI Query mode.

In order to enter the general CFI Query mode, the system must write a one-byte sequence with entry
command with 98H to address 55H. Once the device enters the CFI Query mode, the system can read
CFI data at the addresses given in Tables 7 through 9. The system must write the CFI Exit command to
return to Read mode from the CFI Query mode.

Product Identification

The Product Identification mode identifies the devices as the SST39WF1601, SST39WF1602 and

manufacturer as SST. This mode may be accessed software operations. Users may use the Software
Product Identification operation to identify the part (i.e., using the device ID) when using multiple man-
ufacturers in the same socket. For details, see Table 6 for software operation, Figure 12 for the Soft-
ware ID Entry and Read timing diagram and Figure 22 for the Software ID Entry command sequence
flowchart.

Product Identification Mode Exit/CFI Mode Exit

In order to return to the standard Read mode, the Software Product Identification mode must be exited.
Exit is accomplished by issuing the Software ID Exit command sequence, which returns the device to
the Read mode. This command may also be used to reset the device to the Read mode after any inad-
vertent transient condition that apparently causes the device to behave abnormally, e.g., not read cor-
rectly. Please note that the Software ID Exit/CFI Exit command is ignored during an internal Program
or Erase operation. See Table 6 for software command codes, Figure 14 for timing waveform, and Fig-
ures 22 and 23 for flowcharts.

Table 4: Product Identification

Address

Data

Manufacturer’s ID

0000H

BFH

Device ID

SST39WF1601

0001H

BF274B

SST39WF1602

0001H

BF274A

T4.0 20005014

Maker
Microchip Technology Inc.
Datasheet PDF Download