SST25WF020A Data Sheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

DS20005139F-page 1

Features

• Single Voltage Read and Write Operations

- 1.65-1.95V

• Serial Interface Architecture

- SPI Compatible: Mode 0 and Mode 3

• High Speed Clock Frequency

- 40MHz

• Superior Reliability

- Endurance: 100,000 Cycles
- Greater than 20 years Data Retention

• Ultra-Low Power Consumption:

- Active Read Current: 4 mA (typical)
- Standby Current: 10 µA (typical)
- Power-down Mode Standby Current: 4 µA (typical)

• Flexible Erase Capability

- Uniform 4 KByte sectors
- Uniform 64 KByte overlay blocks 

• Page Program Mode

- 256 Bytes/Page

• Fast Erase and Page-Program:

- Chip-Erase Time: 300 ms (typical)
- Sector-Erase Time: 40 ms (typical)
- Block-Erase Time: 80 ms (typical)
- Page-Program Time: 3 ms/ 256 bytes (typical)

• End-of-Write Detection

- Software polling the BUSY bit in Status Register

• Hold Pin (HOLD#)

- Suspend a serial sequence 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

- Industrial: -40°C to +85°C

• Packages Available

- 8-lead SOIC (150 mils)
- 8-contact USON (2mm x 3mm)
- 8-contact WDFN(5mm x 6mm) 

• All devices are RoHS compliant

Product Description

SST25WF020A  is  a  member  of  the  Serial  Flash  25
Series family and feature a four-wire, SPI-compatible
interface that allows for a low pin count package which
occupies less board space and ultimately lowers total
system  costs.  SPI  Serial  Flash  memory  is  manufac-
tured  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.
This  Serial  Flash  significantly  improves  performance
and reliability, while lowering power consumption. The
device writes (Program or Erase) with a single power
supply of 1.65-1.95V. 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  con-
sumed during any Program or Erase operation is less
than alternative Flash memory technologies. 
SST25WF020A  is  offered  in  8-lead  SOIC,  8-contact
USON, and 8-contact WDFN packages. See 

Figure 2-

1

 for the pin assignments.

SST25WF020A

2 Mbit 1.8V SPI Serial Flash

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

SST25WF020A

DS20005139F-page 2

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

TO OUR VALUED CUSTOMERS

It is our intention to provide our valued customers with the best documentation possible to ensure successful use of your Microchip
products. To this end, we will continue to improve our publications to better suit your needs. Our publications will be refined and
enhanced as new volumes and updates are introduced. 
If you have any questions or comments regarding this publication, please contact the Marketing Communications Department via
E-mail at 

docerrors@microchip.com

. We welcome your feedback.

Most Current Data Sheet

To obtain the most up-to-date version of this data sheet, please register at our Worldwide Web site at:

http://www.microchip.com

You can determine the version of a data sheet by examining its literature number found on the bottom outside corner of any page.
The last character of the literature number is the version number, (e.g., DS30000000A is version A of document DS30000000).

Errata

An errata sheet, describing minor operational differences from the data sheet and recommended workarounds, may exist for current
devices. As device/documentation issues become known to us, we will publish an errata sheet. The errata will specify the revision
of silicon and revision of document to which it applies.
To determine if an errata sheet exists for a particular device, please check with one of the following:
• Microchip’s Worldwide Web site; 

http://www.microchip.com

• Your local Microchip sales office (see last page)
When contacting a sales office, please specify which device, revision of silicon and data sheet (include literature number) you are
using.

Customer Notification System

Register on our web site at 

www.microchip.com

 to receive the most current information on all of our products.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

DS20005139F-page 3

SST25WF020A

1.0

FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM

FIGURE 1-1:

FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM

25139 F01.0

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

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

SST25WF020A

DS20005139F-page 4

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

2.0

PIN DESCRIPTION

FIGURE 2-1:

PIN ASSIGNMENTS

 

TABLE 2-1:

PIN DESCRIPTION

Symbol

Pin Name

Functions

SCK

Serial Clock

To provide the input/output 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. The device is deselected and 
placed in Standby mode when CE# is high.

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 while device 
is selected. 

V

DD

Power Supply

To provide power supply voltage: 1.65-1.95V for SST25WF020A

V

SS

Ground

8-Lead SOIC 

8-Contact USON

1

2

3

4

8

7

6

5

CE#

SO

WP#

V

SS

V

DD

 

HOLD#

SCK

SI

25139 08-soic-P0.0

1

2

3

4

8

7

6

5

CE#

SO

WP#

VSS

Top View

VDD

HOLD#

SCK

SI

25139 08-uson Q3A P1.0

1

2

3

4

8

7

6

5

CE#

SO

WP#

VSS

Top View

VDD

HOLD#

SCK

SI

 20005139 08-WDFN MF P1.0

8-Contact WDFN

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

DS20005139F-page 5

SST25WF020A

3.0

MEMORY ORGANIZATION

The  SST25WF020A  SuperFlash  memory  arrays  are
organized  in  64  uniform  4  KByte  sectors,  with  four
64 KByte overlay erasable blocks.

FIGURE 3-1:

MEMORY MAP

4.0

DEVICE OPERATION

SST25WF020A  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  SST25WF020A  supports  both  Mode  0  (0,0)  and
Mode  3  (1,1)  of  SPI  bus  operations.  The  difference
between the two modes, as shown in 

Figure 4-1

, is the

state  of  the  SCK  signal  when  the  bus  master  is  in
Standby 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 sam-
pled 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 signal.

FIGURE 4-1:

SPI PROTOCOL

25139 F51.0

Top of Memory Block

00FFFFH

00F000H

000FFFH

000000H

001FFFH

001000H

Bottom of Memory Block

. . .

01FFFFH

01F000H

01FFFFH

010000H

. . .

. . .

03FFFFH

03F000H

030FFFH

030000H

. . .

Number of Sectors

15

0

1

. . .

31

16

. . .

. . .

63

48

. . .

1

0

. . .

3

Number of 64 KByte

Blocks

25139 F03.0

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

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

SST25WF020A

DS20005139F-page 6

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

4.0.1

HOLD

In the HOLD# mode, serial sequences underway with
the SPI Flash memory are paused 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  rising  edge  of  the  HOLD#  signal  coincides
with the SCK active low state. HOLD# must not rise or
fall  when  SCK  logic  level  is  high.  See 

Figure  4-2

  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, the
device returns to standby mode. The device can then
be  re-initiated  with the  command  sequences listed  in
Table 

5-1

. As long as HOLD# signal is low, the memory

remains in the Hold condition. To resume communica-
tion with the device, HOLD# must be driven active high,
and CE# must be driven active low. See 

Figure 4-2

 for

Hold timing.

FIGURE 4-2:

HOLD CONDITION WAVEFORM

4.1

Write-Protection

SST25WF020A provides software write-protection. The
Write-Protect pin (WP#) enables or disables the lock-
down  function  of  the  status  register.  The  Block-
Protection bits (BP0, BP1, TB, and BPL) in the status

register  provide  write-protection  to  the  memory  array
and the status register. See 

Table 4-3

 for the Block-Pro-

tection description.

4.1.1

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 4-1

). When WP# is

high, the lock-down function of the BPL bit is disabled.

Active

Hold

Active

25139 F05.1

SCK

HOLD#

TABLE 4-1:

CONDITIONS TO EXECUTE WRITE-STATUS-REGISTER (WRSR) INSTRUCTION

WP#

BPL

Execute WRSR Instruction

L

1

Not Allowed

L

0

Allowed

H

X

Allowed

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

DS20005139F-page 7

SST25WF020A

4.2

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 protection.

During an internal Erase or Program operation, the sta-
tus register may be read only to determine the comple-
tion  of  an  operation  in  progress. 

Table  4-2

  describes

the function of each bit in the software status register.

4.2.1

BUSY (BIT 0)

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.

4.2.2

WRITE-ENABLE-LATCH (WEL–BIT 1)

The Write-Enable-Latch bit indicates the status of the
internal Write-Enable-Latch memory. If the WEL 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  Write  (Program/
Erase) commands. The Write-Enable-Latch bit is auto-
matically reset under the following conditions:
• Power-up
• Write-Disable (WRDI) instruction completion
• Page-Program instruction completion
• Sector-Erase instruction completion
• 64 KByte Block-Erase instruction completion
• Chip-Erase instruction completion
• Write-Status-Register instruction completion

4.2.3

BLOCK-PROTECTION (BP0, BP1, 
AND TB–BITS 2, 3, AND 5)

The  Block-Protection  (BP0,  BP1,  and TB)  bits  define
the size of the memory area to be software protected
against any memory Write (Program or Erase) opera-
tion, see Table 

4-3

. The Write-Status-Register (WRSR)

instruction is used to program the BP0, BP1, and TB

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 all ‘0’. BP0 and BP1 select the
protected area and TB allocates the protected area to
the  higher-order  address  area  (Top  Blocks)  or  lower-
order address area (Bottom Blocks).

TABLE 4-2:

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

1

1. BP0, BP1, TB, and BPL bits are non-volatile memory bits.

Indicate current level of block write-protection (See 

Table 4-3

)

0 or 1

R/W

3

BP1

1

Indicate current level of block write-protection (See 

Table 4-3

)

0 or 1

R/W

4

RES

Reserved for future use

0

N/A

5

TB

1

1 = 1/4 or 1/2 Bottom Memory Blocks are protected (See 

Table 4-3

)

0 = 1/2 or 1/4 Top Memory Blocks are protected

0 or 1

R/W

6

RES

Reserved for future use

0

N/A

7

BPL

1

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

0 or 1

R/W

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

SST25WF020A

DS20005139F-page 8

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

4.2.4

BLOCK-PROTECTION LOCK-DOWN 
(BPL–BIT 7)

When  the WP#  pin is driven  low (V

IL

), it enables  the

Block-Protection  Lock-Down  (BPL)  bit.  When  BPL  is
set to ‘1’, it prevents any further alteration of the BP0,

BP1, TB,  and  BPL  bits.  When  the  WP#  pin  is  driven
high  (V

IH

),  the  BPL  bit  has  no  effect  and  its  value  is

‘Don’t Care’. 

TABLE 4-3:

SOFTWARE STATUS REGISTER BLOCK-PROTECTION

Protection Level

Status Register Bit

Protected Memory Address

TB

BP1

BP0

0 (Full Memory Array unprotected)

X

0

0

None

T1 (1/4 Top Memory Block protected)

0

0

1

030000H-03FFFFH

T2 (1/2 Top Memory Block protected)

0

1

0

020000H-03FFFFH

B1 (1/4 Bottom Memory Block protected)

1

0

1

000000H-00FFFFH

B2 (1/2 Bottom Memory Block protected)

1

1

0

000000H-01FFFFH

3 (Full Memory Array protected)

X

1

1

000000H-03FFFFH

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

DS20005139F-page 9

SST25WF020A

5.0

INSTRUCTIONS

Instructions  are  used  to  read,  write  (Erase  and  Pro-
gram), and configure the SST25WF020A devices. The
instruction  bus  cycles  are  8  bits  each  for  commands
(Op  Code),  data,  and  addresses.  The  Write-Enable
(WREN) instruction must be executed prior to Sector-
Erase, Block-Erase, Page-Program, Write-Status-Reg-
ister, or Chip-Erase instructions. The complete instruc-
tions  are  provided  in  Table 

5-1

.  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 instruc-
tions).  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  Standby  mode.  Instruction  commands  (Op
Code), addresses and data are all input from the most
significant bit (MSB) first.

TABLE 5-1:

DEVICE OPERATION INSTRUCTIONS 

Instruction

Description

Op Code Cycle

1

1. One bus cycle is eight clock periods.

Address 

Cycle(s)

2

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

IL

 or V

IH

.

Dummy 

Cycle(s)

Data

Cycle(s)

Maximum 

Frequency

Read

Read Memory 

0000 0011b (03H)

3

0

1 to 

25 MHz

High-Speed Read

Read Memory at Higher 
Speed

0000 1011b (0BH)

3

1

1 to 

40 MHz

4 KByte Sector-
Erase

3

3. 4 KByte Sector-Erase addresses: use A

MS

-A

12, 

remaining addresses are don’t care but must be set either at V

IL

 or V

IH.

Erase 4 KByte of memory 
array

0010 0000b (20H) 
1101 0111b (D7H)

3

0

0

64 KByte Block-
Erase

4

4. 64 KByte Block-Erase addresses: use A

MS

-A

16,

 remaining addresses are don’t care but must be set either at V

IL

 or V

IH.

Erase 64 KByte block 
of memory array

1101 1000b (D8H)

3

0

0

Chip-Erase

Erase Full Memory Array

0110 0000b (60H) 
or 
1100 0111b (C7H)

0

0

0

Page-Program 

To program up to 256 Bytes

0000 0010b (02H)

3

0

1 to 256

RDSR

5

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

Read-Status-Register

0000 0101b (05H)

0

0

1 to 

WRSR

Write-Status-Register

0000 0001b (01H)

0

0

1

WREN

Write-Enable

0000 0110b (06H)

0

0

0

WRDI

Write-Disable

0000 0100b (04H)

0

0

0

RDID

6, 7

6. Device ID is read after three dummy address bytes. The Device ID output stream is continuous until terminated by a low-to-

high transition on CE#. 

7. The instructions Release from Deep Power down and Read-ID are similar (ABH). Executing Read-ID requires the ABH 

instruction, followed by 24 dummy address bits to retrieve the Device ID. Release from Deep Power-Down only requires the 
instruction ABH. 

Read-ID 

1010 1011b (ABH)

3

0

1 to 

JEDEC-ID

JEDEC ID Read

1001 1111b (9FH)

0

0

4 to 

DPD

Deep Power-Down Mode

1011 1001b (B9H)

0

0

0

RDPD

7

Release from Deep Power-
Down or Read-ID

1010 1011b (ABH)

0

0

0

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/20005139F-html.html
background image

SST25WF020A

DS20005139F-page 10

 2014-2017 Microchip Technology Inc.

5.1

Read (25 MHz)

The  Read  instruction,  03H,  supports  up  to  25  MHz
Read. The device outputs a data stream starting from
the specified address location. The data stream is con-
tinuous through all addresses until terminated by a low-
to-high transition on CE#. The internal address pointer
automatically  increments  until  the  highest  memory
address is reached. Once the highest memory address
is  reached,  the  address  pointer  automatically  incre-

ments to the beginning (wrap-around) of the address
space. For example, for 2 Mbit density, once the data
from the address location 3FFFFH is read, the next out-
put  is  from  address  location  000000H.  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 5-1

 for the Read sequence.

FIGURE 5-1:

READ SEQUENCE

5.2

High-Speed-Read (40 MHz)

The High-Speed-Read instruction supporting up to 40
MHz Read is initiated by executing an 8-bit command,
0BH, followed by address bits [A

23

-A

0

] and a dummy

byte.  CE#  must  remain  active-low  for  the  duration  of
the  High-Speed-Read  cycle.  See 

Figure  5-2

  for  the

High-Speed-Read sequence.
Following  a  dummy  cycle,  the  High-Speed-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 incre-
ment  to  the  beginning  (wrap-around)  of  the  address
space. For example, for 2 Mbit density, once the data
from address location 3FFFFH is read, the next output
will be from address location 000000H.

FIGURE 5-2:

HIGH-SPEED-READ SEQUENCE

25139 F06.0

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

25139 F07.0

CE#

SO

SI

SCK

ADD.

0 1 2 3 4 5

6 7 8

ADD.

ADD.

0B

HIGH IMPEDANCE

15 16

23 24

31 32

39 40

47 48

55 56

63 64

N+2

N+3

N+4

N

N+1

X

MSB

MODE 0

MODE 3

D

OUT

D

OUT

D

OUT

D

OUT

80

71 72

D

OUT

MSB

Maker
Microchip Technology Inc.
Datasheet PDF Download