25090A Datasheet

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A Microchip Technology Company

©2011 Silicon Storage Technology, Inc.

DS25090A

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Data Sheet

www.microchip.com

Features

• Single 2.7-3.6V Read and Write Operations

• Serial Interface Architecture

– SPI Compatible: Mode 0 and Mode 3

• 33 MHz Max Clock Frequency

• Superior Reliability

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

• Low Power Consumption:

– Active Read Current: 7 mA (typical)
– Standby Current: 8 µA (typical)

• Flexible Erase Capability

– Uniform 4 KByte sectors
– Uniform 32 KByte overlay blocks

• Fast Erase and Byte-Program:

– Chip-Erase Time: 70 ms (typical)
– Sector- or Block-Erase Time: 18 ms (typical)
– Byte-Program Time: 14 µs (typical)

• Auto Address Increment (AAI) Programming

– Decrease total chip programming time over Byte-Pro-

gram operations

• End-of-Write Detection

– Software Status

• Hold Pin (HOLD#)

– Suspends a serial sequence to the memory

without deselecting the device

• Write Protection (WP#)

– Enables/Disables the Lock-Down function of the status

register

• Software Write Protection

– Write protection through Block-Protection bits in status

register

• Temperature Range

– Commercial: 0°C to +70°C
– Industrial: -40°C to +85°C
– Extended: -20°C to +85°C

• Packages Available

– 8-lead SOIC 150 mil body width
– 8-contact WSON (5mm x 6mm)

• All non-Pb (lead-free) devices are RoHS compliant

512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

SST’s serial flash family features a four-wire, SPI-compatible interface that allows
for a low pin-count package occupying less board space and ultimately lowering
total system costs. SST25VF512A SPI serial flash memory is manufactured with
SST’s proprietary, high-performance CMOS SuperFlash technology. The split-
gate cell design and thick-oxide tunneling injector attain better reliability and man-
ufacturability compared with alternate approaches.

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512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Product Description

SST’s serial flash family features a four-wire, SPI-compatible interface that allows for a low pin-count
package occupying less board space and ultimately lowering total system costs. SST25VF512A SPI
serial flash memory is manufactured with SST’s proprietary, high-performance CMOS SuperFlash
technology. The split-gate cell design and thick-oxide tunneling injector attain better reliability and man-
ufacturability compared with alternate approaches.

The SST25VF512A device significantly improves performance, while lowering power consumption.
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 memory technologies. The SST25VF512A device operates with a single 2.7-3.6V power supply.

The SST25VF512A device is offered in both 8-lead SOIC and 8-contact WSON packages. See Figure
2 for the pin assignments.

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SST25VF512A

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A Microchip Technology Company

Block Diagram

Figure 1: Function Block Diagram

1264 B1.0

I/O Buffers

and

Data Latches

SuperFlash

Memory

X - Decoder

Control Logic

Address

Buffers

and

Latches

CE#

Y - Decoder

SCK

SI

SO

WP#

HOLD#

Serial Interface

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512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

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A Microchip Technology Company

Pin Description

Figure 2: Pin Assignments

Table 1: Pin Description

Symbol

Pin Name

Functions

SCK

Serial Clock

To provide the timing of the serial interface.
Commands, addresses, or input data are latched on the rising edge of the clock input,
while output data is shifted out on the falling edge of the clock input.

SI

Serial Data
Input

To transfer commands, addresses, or data serially into the device.
Inputs are latched on the rising edge of the serial clock.

SO

Serial Data
Output

To transfer data serially out of the device.
Data is shifted out on the falling edge of the serial clock.

CE#

Chip Enable

The device is enabled by a high to low transition on CE#. CE# must remain low for the
duration of any command sequence.

WP#

Write Protect The Write Protect (WP#) pin is used to enable/disable BPL bit in the status register.

HOLD#

Hold

To temporarily stop serial communication with SPI flash memory without resetting the
device.

V

DD

Power Sup-
ply

To provide power supply (2.7-3.6V).

V

SS

Ground

T1.0 25090

1

2

3

4

8

7

6

5

CE#

SO

WP#

VSS

VDD

HOLD#

SCK

SI

Top View

1264 08-soic P1.0

8-lead SOIC

8-contact WSON

1

2

3

4

8

7

6

5

CE#

SO

WP#

VSS

Top View

VDD

HOLD#

SCK

SI

1264 08-wson P2.0

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512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

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Product Identification

Memory Organization

The SST25VF512A SuperFlash memory array is organized in 4 KByte sectors with 32 KByte overlay
blocks.

Device Operation

The SST25VF512A is accessed through the SPI (Serial Peripheral Interface) bus compatible protocol.
The SPI bus consist of four control lines; Chip Enable (CE#) is used to select the device, and data is
accessed through the Serial Data Input (SI), Serial Data Output (SO), and Serial Clock (SCK).

The SST25VF512A supports both Mode 0 (0,0) and Mode 3 (1,1) of SPI bus operations. The differ-
ence between the two modes, as shown in Figure 3, is the state of the SCK signal when the bus mas-
ter is in Stand-by mode and no data is being transferred. The SCK signal is low for Mode 0 and SCK
signal is high for Mode 3. For both modes, the Serial Data In (SI) is sampled at the rising edge of the
SCK clock signal and the Serial Data Output (SO) is driven after the falling edge of the SCK clock sig-
nal.

Figure 3: SPI Protocol

Table 2: Product Identification

Address

Data

Manufacturer’s ID

00000H

BFH

Device ID

SST25VF512A

00001H

48H

T2.0 25090

1264 F02.0

MODE 3

SCK

SI

SO

CE#

MODE 3

DON T CARE

Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0

Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0

MODE 0

MODE 0

HIGH IMPEDANCE

MSB

MSB

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512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

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A Microchip Technology Company

Hold Operation

HOLD# pin is used to pause a serial sequence underway with the SPI flash memory without resetting
the clocking sequence. To activate the HOLD# mode, CE# must be in active low state. The HOLD#
mode begins when the SCK active low state coincides with the falling edge of the HOLD# signal. The
HOLD mode ends when the HOLD# signal’s rising edge coincides with the SCK active low state.

If the falling edge of the HOLD# signal does not coincide with the SCK active low state, then the device
enters Hold mode when the SCK next reaches the active low state. Similarly, if the rising edge of the
HOLD# signal does not coincide with the SCK active low state, then the device exits in Hold mode
when the SCK next reaches the active low state. See Figure 4 for Hold Condition waveform.

Once the device enters Hold mode, SO will be in high-impedance state while SI and SCK can be V

IL

or V

IH

.

If CE# is driven active high during a Hold condition, it resets the internal logic of the device. As long as HOLD#
signal is low, the memory remains in the Hold condition. To resume communication with the device, HOLD#
must be driven active high, and CE# must be driven active low. See Figure 19 for Hold timing.

Figure 4: Hold Condition Waveform

Write Protection

The SST25VF512A provides software Write protection. The Write Protect pin (WP#) enables or dis-
ables the lock-down function of the status register. The Block-Protection bits (BP1, BP0, and BPL) in
the status register provide Write protection to the memory array and the status register. See Table 5 for
Block-Protection description.

Write Protect Pin (WP#)

The Write Protect (WP#) pin enables the lock-down function of the BPL bit (bit 7) in the status register. When
WP# is driven low, the execution of the Write-Status-Register (WRSR) instruction is determined by the value
of the BPL bit (see Table 3). When WP# is high, the lock-down function of the BPL bit is disabled.

Table 3: Conditions to execute Write-Status-Register (WRSR) Instruction

WP#

BPL

Execute WRSR Instruction

L

1

Not Allowed

L

0

Allowed

H

X

Allowed

T3.0 25090

Active

Hold

Active

Hold

Active

1264 F03.0

SCK

HOLD#

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512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

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A Microchip Technology Company

Status Register

The software status register provides status on whether the flash memory array is available for any
Read or Write operation, whether the device is Write enabled, and the state of the memory Write pro-
tection. During an internal Erase or Program operation, the status register may be read only to deter-
mine the completion of an operation in progress. Table 4 describes the function of each bit in the
software status register.

Busy

The Busy bit determines whether there is an internal Erase or Program operation in progress. A “1” for
the Busy bit indicates the device is busy with an operation in progress. A “0” indicates the device is
ready for the next valid operation.

Write Enable Latch (WEL)

The Write-Enable-Latch bit indicates the status of the internal memory Write Enable Latch. If the
Write-Enable-Latch bit is set to “1”, it indicates the device is Write enabled. If the bit is set to “0” (reset),
it indicates the device is not Write enabled and does not accept any memory Write (Program/Erase)
commands. The Write-Enable-Latch bit is automatically reset under the following conditions:

Power-up

Write-Disable (WRDI) instruction completion

Byte-Program instruction completion

Auto Address Increment (AAI) programming reached its highest memory address

Sector-Erase instruction completion

Block-Erase instruction completion

Chip-Erase instruction completion

Table 4: Software Status Register

Bit

Name

Function

Default at
Power-up

Read/Write

0

BUSY

1 = Internal Write operation is in progress
0 = No internal Write operation is in progress

0

R

1

WEL

1 = Device is memory Write enabled
0 = Device is not memory Write enabled

0

R

2

BP0

Indicate current level of block write protection (See Table 5)

1

R/W

3

BP1

Indicate current level of block write protection (See Table 5)

1

R/W

4:5

RES

Reserved for future use

0

N/A

6

AAI

Auto Address Increment Programming status
1 = AAI programming mode
0 = Byte-Program mode

0

R

7

BPL

1 = BP1, BP0 are read-only bits
0 = BP1, BP0 are read/writable

0

R/W

T4.0 25090

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512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

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A Microchip Technology Company

Block Protection (BP1, BP0)

The Block-Protection (BP1, BP0) bits define the size of the memory area, as defined in Table 5, to be
software protected against any memory Write (Program or Erase) operations. The Write-Status-Regis-
ter (WRSR) instruction is used to program the BP1 and BP0 bits as long as WP# is high or the Block-
Protect-Lock (BPL) bit is 0. Chip-Erase can only be executed if Block-Protection bits are both 0. After
power-up, BP1 and BP0 are set to 1.

Block Protection Lock-Down (BPL)

WP# pin driven low (V

IL

), enables the Block-Protection-Lock-Down (BPL) bit. When BPL is set to 1, it

prevents any further alteration of the BPL, BP1, and BP0 bits. When the WP# pin is driven high (V

IH

),

the BPL bit has no effect and its value is “Don’t Care”. After power-up, the BPL bit is reset to 0.

Auto Address Increment (AAI)

The Auto Address Increment Programming-Status bit provides status on whether the device is in AAI
programming mode or Byte-Program mode. The default at power up is Byte-Program mode.

Table 5: Software Status Register Block Protection

1

1. Default at power-up for BP1 and BP0 is ‘11’.

Protection Level

Status

Register Bit

Protected

Memory Area

BP1

BP0

0

0

0

None

1

(1/4 Memory Array)

0

1

0C000H-0FFFFH

2

(1/2 Memory Array)

1

0

08000H-0FFFFH

3

(Full Memory Array)

1

1

00000H-0FFFFH

T5.0 25090

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512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

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A Microchip Technology Company

Instructions

Instructions are used to Read, Write (Erase and Program), and configure the SST25VF512A. The
instruction bus cycles are 8 bits each for commands (Op Code), data, and addresses. Prior to execut-
ing any Byte-Program, Auto Address Increment (AAI) programming, Sector-Erase, Block-Erase, or
Chip-Erase instructions, the Write-Enable (WREN) instruction must be executed first. The complete list
of the instructions is provided in Table 6. All instructions are synchronized off a high to low transition of
CE#. Inputs will be accepted on the rising edge of SCK starting with the most significant bit. CE# must
be driven low before an instruction is entered and must be driven high after the last bit of the instruction
has been shifted in (except for Read, Read-ID and Read-Status-Register instructions). Any low to high
transition on CE#, before receiving the last bit of an instruction bus cycle, will terminate the instruction
in progress and return the device to the standby mode. Instruction commands (Op Code), addresses,
and data are all input from the most significant bit (MSB) first.

Table 6: Device Operation Instructions

1

1. A

MS

= Most Significant Address

A

MS

= A

15

for SST25VF512A

Address bits above the most significant bit of each density can be V

IL

or V

IH

Bus Cycle

2

2. One bus cycle is eight clock periods.

1

2

3

4

5

6

Cycle Type/
Operation

3,4

3. Operation: S

IN

= Serial In, S

OUT

= Serial Out

4. X = Dummy Input Cycles (V

IL

or V

IH

); - = Non-Applicable Cycles (Cycles are not necessary)

S

IN

S

OUT

S

IN

S

OUT

S

IN

S

OUT

S

IN

S

OUT

S

I

N

S

OUT

S

IN

S

OUT

Read (20 MHz)

03H

Hi-Z

A

23

-A

16

Hi-Z

A

15

-A

8

Hi-Z

A

7

-A

0

Hi-Z

X

D

OUT

High-Speed-Read (33
MHz)

0BH

Hi-Z

A

23

-A

16

Hi-Z

A

15

-A

8

Hi-Z

A

7

-A

0

Hi-Z

X

X

X

D

OUT

Sector-Erase

5,6

5. Sector addresses: use A

MS

-A

12

, remaining addresses can be V

IL

or V

IH

6. Prior to any Byte-Program, AAI-Program, Sector-Erase, Block-Erase, or Chip-Erase operation, the Write-Enable

(WREN) instruction must be executed.

20H

Hi-Z

A

23

-A

16

Hi-Z

A

15

-A

8

Hi-Z

A

7

-A

0

Hi-Z

-

-

Block-Erase

5,7

7. Block addresses for: use A

MS

-A

15

, remaining addresses can be V

IL

or V

IH

52H or

D8H

Hi-Z

A

23

-A

16

Hi-Z

A

15

-A

8

Hi-Z

A

7

-A

0

Hi-Z

-

-

Chip-Erase

6

60H or

C7H

Hi-Z

-

-

-

-

-

-

-

-

Byte-Program

6

02H

Hi-Z

A

23

-A

16

Hi-Z

A

15

-A

8

Hi-Z

A

7

-A

0

Hi-Z

D

IN

Hi-Z

D

IN

Hi-Z

Auto Address Increment
(AAI) Program

6,8

8. To continue programming to the next sequential address location, enter the 8-bit command, AFH,

followed by the data to be programmed.

AFH

Hi-Z

A

23

-A

16

Hi-Z

A

15

-A

8

Hi-Z

A

7

-A

0

Hi-Z

D

IN

Hi-Z

D

IN

Hi-Z

Read-Status-Register
(RDSR)

05H

Hi-Z

X

D

OUT

-

Note

9

9. The Read-Status-Register is continuous with ongoing clock cycles until terminated by a low to high transition on CE#.

-

Note

9

-

Note

9

Note

9

Enable-Write-Status-Reg-
ister
(EWSR)

10

50H

Hi-Z

-

-

-

-

-

-

-

-

Write-Status-Register
(WRSR)

10

01H

Hi-Z

Data

Hi-Z

-

-

-.

-

-

-

Write-Enable (WREN)

06H

Hi-Z

-

-

-

-

-

-

-

-

Write-Disable (WRDI)

04H

Hi-Z

-

-

-

-

-

-

-

-

Read-ID

90H or

ABH

Hi-Z

00H

Hi-Z

00H

Hi-Z

ID

Addr

11

Hi-Z

X

D

OUT

12

X

D

OUT

1

2

T6.0 25090

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10

512 Kbit SPI Serial Flash

SST25VF512A

Data Sheet

A Microchip Technology Company

Read (20 MHz)

The Read instruction outputs the data starting from the specified address location. The data output
stream is continuous through all addresses until terminated by a low to high transition on CE#. The
internal address pointer will automatically increment until the highest memory address is reached.
Once the highest memory address is reached, the address pointer will automatically increment to the
beginning (wrap-around) of the address space, i.e. for 4 Mbit density, once the data from address loca-
tion 7FFFFH had been read, the next output will be from address location 00000H.

The Read instruction is initiated by executing an 8-bit command, 03H, followed by address bits [A

23

-

A

0

]. CE# must remain active low for the duration of the Read cycle. See Figure 5 for the Read

sequence.

Figure 5: Read Sequence

10. The Enable-Write-Status-Register (EWSR) instruction and the Write-Status-Register (WRSR) instruction must work in

conjunction of each other. The WRSR instruction must be executed immediately (very next bus cycle) after the EWSR
instruction to make both instructions effective.

11. Manufacturer’s ID is read with A

0

=0, and Device ID is read with A

0

=1. All other address bits are 00H. The Manufac-

turer’s and Device ID output stream is continuous until terminated by a low to high transition on CE#

12. Device ID = 48H for SST25VF512A

1264 F04.0

CE#

SO

SI

SCK

ADD.

0 1 2 3 4 5 6 7 8

ADD.

ADD.

03

HIGH IMPEDANCE

15 16

23 24

31 32

39 40

70

47

48

55 56

63 64

N+2

N+3

N+4

N

N+1

D

OUT

MSB

MSB

MSB

MODE 0

MODE 3

D

OUT

D

OUT

D

OUT

D

OUT

Maker
Microchip Technology Inc.
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