IS24C128                                                              ISSI

131,072-bit 2-WIRE SERIAL                                            PRELIMINARY INFORMATION
CMOS EEPROM                                                                      MARCH 2003

FEATURES                                        DESCRIPTION
                                                The IS24C128 is an electrically erasable PROM
    16K-bit x 8-bit                            device that uses the standard 2-wire interface for
64-Byte Page Write Buffer                     communications. The IS24C128 contains a memory
Two-Wire Serial Interface                     array of 128K-bits (16,384 x 8), and is further
                                                subdivided into 256 pages of 64 bytes each for page-
    Bi-directional data transfer protocol      write mode. This EEPROM is offered in wide operating
Low Power CMOS Technology                     voltages of 1.8V to 5.5V (IS24C128-2) and 2.5V to 5.5V
                                                (IS24C128-3) to be compatible with most application
    Active Current less than 2 mA (5V)         voltages. ISSI designed the IS24C128 to be a low-cost
    Standby Current less than 5 A (5V)        and low-power 2-wire EEPROM solution. The devices
    Standby Current less than 2 A (2.5V)      are packaged in 8-pin PDIP, 8-pin SOIC, and 14-pin
Low Voltage Operation                         TSSOP.
    IS24C128-2: Vcc = 1.8V to 5.5V
    IS24C128-3: Vcc = 2.5V to 5.5V             The IS24C128 maintains compatibility with the popular
400 KHz (I2C Protocol) Compatibility          2-wire bus protocol, so it is easy to design into
Hardware Data Protection                      applications implementing this bus type. The simple
    Write Protect pin                          bus consists of the Serial Clock wire (SCL) and the
Sequential Read Feature                       Serial Data wire (SDA). Using the bus, a Master
Filtered Inputs for Noise Suppression         device such as a microcontroller is usually connected
Self time Write cycle with auto clear         to one or more Slave devices such as the IS24C128.
    5 ms @ 2.5V                                The bit stream over the SDA line includes a series of
High Reliability                              bytes, which identifies a particular Slave device, an
    Endurance: 100,000 Cycles                  instruction, an address within that Slave device, and a
    Data Retention: 40 Years                   series of data, if appropriate. The IS24C128 has a
Commercial and Industrial temperature ranges  Write Protect pin (WP) to allow blocking of any write
8-pin PDIP, 8-pin SOIC, and 14-pin TSSOP      instruction transmitted over the bus.

Copyright 2002 Integrated Silicon Solution, Inc. All rights reserved. ISSI reserves the right to make changes to this specification and its products at any time without notice. ISSI
assumes no liability arising out of the application or use of any information, products or services described herein. Customers are advised to obtain the latest version of this device
specification before relying on any published information and before placing orders for products.

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IS24C128                                                ISSI


   Vcc                                                     HIGH VOLTAGE
                                                        TIMING & CONTROL

   SDA                             CONTROL  X
   SCL                               LOGIC     DECODER
               SLAVE ADDRESS                            EEPROM
     A0           REGISTER &                             ARRAY
     A1         COMPARATOR
                          WORD ADDRESS                        Y
                              COUNTER                   DECODER

   GND                        ACK           Clock       > DATA

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                                                        PRELIMINARYINFORMATION Rev. 00B

IS24C128                                                                          ISSI

PIN CONFIGURATION                                            14-pin TSSOP
8-Pin DIP and SOIC

                                                                     A0    1  14  VCC

            A0 1                8 VCC                                A1    2  13  WP
            A1 2                7 WP
           NC 3                 6 SCL                                NC    3  12  NC
          GND 4                 5 SDA
                                                                     NC    4  11  NC

                                                                     NC    5  10  NC

                                                                     NC    6  9   SCL

                                                                     GND   7  8   SDA


A0-A1     Address Inputs                                     drain output and can be wire Or'ed with other open drain
SDA       Serial Address/Data I/O                            or open collector outputs. The SDA bus requires a pullup
SCL       Serial Clock Input                                 resistor to Vcc.
WP        Write Protect Input
Vcc       Power Supply                                       A0, A1
NC        No Connect
GND       Ground                                             The A0, and A1 are the device address inputs that are
                                                             hardwired or left not connected for hardware compatibility
SCL                                                          with the 24C32/64. When pins are hardwired, as many as
                                                             four 128K devices may be addressed on a single bus
This input clock pin is used to synchronize the data         system. When the pins are not hardwired, the default A0
transfer to and from the device.                             and A1 are zero.

SDA                                                          WP

The SDA is a Bi-directional pin used to transfer addresses   WP is the Write Protect pin. If the WP pin is tied to Vcc
and data into and out of the device. The SDA pin is an open  the entire array becomes Write Protected (Read only).
                                                             When WP is tied to GND or left floating, normal read/write
                                                             operations are allowed to the device.

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DEVICE OPERATION                                                Standby Mode

The IS24C128 features a serial communication and                Power consumption in reduced in standby mode. The
supports a bi-directional 2-wire bus transmission protocol.     IS24C128 will enter standby mode: a) At Power-up, and
                                                                remain in it until SCL or SDA toggles; b) Following the Stop
2-WIRE BUS                                                      signal if no write operation is initiated; or c) Following any
                                                                internal write operation
The two-wire bus is defined as a Serial Data line (SDA),
and a Serial Clock line (SCL). The protocol defines any         DEVICE ADDRESSING
device that sends data onto the SDA bus as a transmitter,
and the receiving devices as a receiver. The bus is             The Master begins a transmission by sending a Start
controlled by Master device which generates the SCL,            condition. The Master then sends the address of the
controls the bus access and generates the Stop and Start        particular Slave devices it is requesting. The Slave
conditions. The IS24C128 is the Slave device on the bus.        (Fig. 5) address is 8 bits.

The Bus Protocol:                                               The four most significant bits of the address are fixed as
                                                                1010 for the IS24C128.
Data transfer may be initiated only when the bus is not
   busy                                                         This device has two address bits (A1 and A0), which
                                                                allows up to four IS24C128 devices to share the 2-wire
During a data transfer, the data line must remain stable      bus. Upon receiving the Slave address, the device
   whenever the clock line is high. Any changes in the          compares the two address bits with the hardwired A1
   data line while the clock line is high will be interpreted   and A0 input pins to determine if it is the appropriate
   as a Start or Stop condition.                                Slave. If the A1 and A0 pins are not biased to High nor
                                                                Low, then internal circuitry defaults the value to Low.
The state of the data line represents valid data after a Start
condition. The data line must be stable for the duration of     The last bit of the Slave address specifies whether a Read
the High period of the clock signal. The data on the SDA        or Write operation is to be performed. When this bit is set
line may be changed during the Low period of the clock          to 1, a Read operation is selected, and when set to 0, a
signal. There is one clock pulse per bit of data. Each data     Write operation is selected.
transfer is initiated with a Start condition and terminated
with a Stop condition.                                          After the Master transmits the Start condition and
                                                                Slave address byte (Fig. 5), the appropriate 2-wire
Start Condition                                                 Slave (eg. IS24C128) will respond with ACK on the
                                                                SDA line. The Slave will pull down the SDA on the
The Start condition precedes all commands to the device         ninth clock cycle, signaling that it received the eight
and is defined as a High to Low transition of SDA when          bits of data. The selected IS24C128 then prepares for a
SCL is High. The IS24C128 monitors the SDA and SCL              Read or Write operation by monitoring the bus.
lines and will not respond until the Start condition is met.
                                                                WRITE OPERATION
Stop Condition
                                                                Byte Write
The Stop condition is defined as a Low to High transition
of SDA when SCL is High. All operations must end with           In the Byte Write mode, the Master device sends the Start
a Stop condition.                                               condition and the Slave address information (with the R/
                                                                W set to Zero) to the Slave device. After the Slave
Acknowledge (ACK)                                               generates an ACK, the Master sends two byte addresses
                                                                that are to be written into the address pointer of the
After a successful data transfer, each receiving device is      IS24C128. After receiving another ACK from the Slave,
required to generate an ACK. The Acknowledging device           the Master device transmits the data byte to be written into
pulls down the SDA line.                                        the address memory location. The IS24C128
                                                                acknowledges once more and the Master generates the
Reset                                                           Stop condition, at which time the device begins its internal
                                                                programming cycle. While this internal cycle is in progress,
The IS24C128 contains a reset function in case the 2-           the device will not respond to any request from the Master
wire bus transmission is accidentally interrupted (eg. a        device.
power loss), or needs to be terminated mid-stream.
The reset is caused when the Master device creates a
Start condition. To do this, it may be necessary for the
Master device to monitor the SDA line while cycling the
SCL up to nine times. (For each clock signal transition
to High, the Master checks for a High level on SDA.)

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                                                                PRELIMINARYINFORMATION Rev. 00B

IS24C128                                                             ISSI

Page Write                                                           Random Address Read

The IS24C128 is capable of 64-byte Page-Write operation. A           Selective Read operations allow the Master device to
Page-Write is initiated in the same manner as a Byte Write,          select at random any memory location for a Read
but instead of terminating the internal Write cycle after the        operation. The Master device first performs a 'dummy'
first data word is transferred, the Master device can transmit       Write operation by sending the Start condition, Slave
up to 63 more bytes. After the receipt of each data word, the        address and word address of the location it wishes to
IS24C128 responds immediately with an ACK on SDA line,               read. After the IS24C128 acknowledges the word address,
and the six lower order data word address bits are internally        the Master device resends the Start condition and the
incremented by one, while the higher order bits of the data          Slave address, this time with the R/W bit set to one. The
word address remain constant. If the Master device should            IS24C128 then responds with its ACK and sends the data
transmit more than 64 words, prior to issuing the Stop               requested. The Master device does not send an ACK but
condition, the address counter will "roll over," and the previously  will generate a Stop condition. (Refer to Figure 9. Random
written data will be overwritten. Once all 64 bytes are              Address Read Diagram.)
received and the Stop condition has been sent by the Master,
the internal programming cycle begins. At this point, all            Sequential Read
received data is written to the IS24C128 in a single Write
cycle. All inputs are disabled until completion of the internal      Sequential Reads can be initiated as either a Current
Write cycle.                                                         Address Read or Random Address Read. After the
                                                                     IS24C128 sends initial byte sequence, the Master device
Acknowledge (ACK) Polling                                            now responds with an ACK indicating it requires additional
                                                                     data from the IS24C128. The IS24C128 continues to
The disabling of the inputs can be used to take advantage            output data for each ACK received. The Master device
of the typical Write cycle time. Once the Stop condition             terminates the sequential Read operation by pulling SDA
is issued to indicate the end of the host's Write operation,         High (no ACK) indicating the last data word to be read,
the IS24C128 initiates the internal Write cycle. ACK                 followed by a Stop condition.
polling can be initiated immediately. This involves issuing
the Start condition followed by the Slave address for a              The data output is sequential, with the data from address
Write operation. If the IS24C128 is still busy with the Write        n followed by the data from address n+1, ... etc. The
operation, no ACK will be returned. If the IS24C128 has              address counter increments by one automatically, allowing
completed the Write operation, an ACK will be returned               the entire memory contents to be serially read during
and the host can then proceed with the next Read or Write            sequential Read operation. When the memory address
operation.                                                           boundary 16383 is reached, the address counter "rolls
                                                                     over" to address 0, and the IS24C128 continues to output
READ OPERATION                                                       data for each ACK received. (Refer to Figure 10. Sequential
                                                                     Read Operation Starting with a Random Address Read
Read operations are initiated in the same manner as Write            Diagram.)
operations, except that the (R/W) bit of the Slave address
is set to "1". There are three Read operation options:
current address read, random address read and sequential

Current Address Read

The IS24C128 contains an internal address counter which
maintains the address of the last byte accessed,
incremented by one. For example, if the previous operation
is either a Read or Write operation addressed to the
address location n, the internal address counter would
increment to address location n+1. When the IS24C128
receives the Device Addressing Byte with a Read operation
(R/W bit set to "1"), it will respond an ACK and transmit the
8-bit data word stored at address location n+1. The
Master should not acknowledge the transfer but should
generate a Stop condition so the IS24C128 discontinues
transmission. If 'n' is the last byte of the memory, then the
data from location '0' will be transmitted. (Refer to
Figure 8. Current Address Read Diagram.)

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IS24C128                                                                       ISSI

Figure 1. Typical System Bus Configuration



                                           Master         IS24C128


Figure 2. Output Acknowledge

   SCL from                         1                     8         9


   Data Output                                            tAA                  tAA

   Data Output


Figure 3. Start and Stop ConditionsSTART                               STOP
                      Condition                                     Condition

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                                                               PRELIMINARYINFORMATION Rev. 00B

IS24C128                                                                                                                ISSI

Figure 4. Data Validity Protocol

                                                                  Data Change

                           SCL                       Data Stable                  Data Stable

Figure 5. Slave Address

                                               BIT 7 6 5 4 3 2 1 0

                                           1 0 1 0 0 A1 A0 R/W

Figure 6. Byte Write

                           S                   W                                                                     S
                           T                   R
                           A                   I                                                                     T
                           R        Device     T                                                                     O

                           T Address E Word Address                     Word Address           Data                  P

                SDA                               A                  A                    A                       A

                Bus                               C**                C                    C                       C

                Activity                          K                  K                    K                       K

                              M             L        M
                                 S          S
                                 B          B        S            * = Don't care bits

                                            R/W      B

Figure 7. Page Write

          S                W                                                                                                              S
          T                R                                                                                                              T
          A                I                                                                                                              O
          R     Device     T                                            Data (n)             Data (n+1)              Data (n+63) P

SDA       T Address E Word Address (n) Word Address (n)                                                        A                       A
                                                                                                               C                       C
   Bus                        A                   A               A                    A                       K                       K
                              C**                 C               C                    C

                              K                   K               K                    K

             M          L
             S          S
             B          B                   * = Don't care bits


Integrated Silicon Solution, Inc. -- -- 1-800-379-4774                                                                          7


IS24C128                                                                                          ISSI

Figure 8. Current Address Read


                                               T           R                    S

                                               A           E                    T

                                               R Device A                       O

                                               T Address D             Data     P

                                        SDA                   A

                                        Bus                   C

                                     Activity                 K

                                                  M     L                    N
                                                  S     S

                                                  B     B                    A

                                                        R/W                  C

Figure 9. Random Address Read

             S                 W                                          S

             T                 R                                          T                 R                S

             A     Device      I            Word            Word          A  Device         E     Data n     T
             R     Address     T        Address (n)     Address (n)       R  Address        A                O
             T                 E                                          T                 D                P

   SDA                            A                  A                 A                       A

       Bus                        C* *               C                 C                       C
                                  K                  K                 K                       K

                M           L                                                                             N
                S           S

                B           B                                                * = Don't care bits          A

                            R/W                                                                           C


                   DUMMY WRITE

Figure 10. Sequential Read

                                  R     Data Byte n     Data Byte n+1        Data Byte n+2                                 S
                                  E                                                                                        T
      SDA          Device A                          A                 A                    A                              O
       Bus         Address D                                                                      Data Byte n+X P
   Activity                                          C                 C                    C
                                     A                                                                                  N
                                     C               K                 K                    K                           O
                                     K                                                                                  A
                                 R/W                                                                                    K

8                                                    Integrated Silicon Solution, Inc. -- -- 1-800-379-4774

                                                                                            PRELIMINARYINFORMATION Rev. 00B

IS24C128                                                                                              ISSI


Symbol    Parameter                           Value                  Unit
VS        Supply Voltage
VP        Voltage on Any Pin      +0.5 to +6.25                      V
TBIAS     Temperature Under Bias
TSTG      Storage Temperature     0.5 to Vcc +0.5 V
IOUT      Output Current
                                  40 to +85                         C

                                  65 to +150                        C

                                                5                    mA

1. Stresses violating the conditions listed under ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS may cause

    permanent damage to the device. This is a stress rating only. Functional operation of the
    device outside these conditions or those indicated in the operational sections of this
    specification is not implied. Exposure to these conditions for extended periods may affect


Range       Ambient Temperature        VCC
Commercial        0C to +70C    1.8V to 5.5V
Industrial                        1.8V to 5.5V
                 40C to +85C


Range       Ambient Temperature        VCC
Commercial        0C to +70C    2.5V to 5.5V
Industrial                        2.5V to 5.5V
                 40C to +85C


Symbol      Parameter             Conditions                         Max.                       Unit
CIN         Input Capacitance       VIN = 0V                           6                         pF
COUT        Output Capacitance     VOUT = 0V                           8                         pF

1. Tested initially and after any design or process changes that may affect these parameters.
2. Test conditions: TA = 25C, f = 1 MHz, Vcc = 5.0V.

Integrated Silicon Solution, Inc. -- -- 1-800-379-4774                                   9


IS24C128                                                                                 ISSI

Commercial (TA = 0OC to +70OC) Industrial (TA = -40OC to +85OC)

    Symbol Parameter                           Test Conditions                Min.       Max.         Unit
    VOL1 Output Low Voltage                    VCC = 1.8V, IOL = 0.15 mA      --         0.2           V
    VOL2 Output Low Voltage                    VCC = 2.5V, IOL = 1.0 mA       --         0.4           V
    VIH   Input High Voltage                                                  VCC X 0.7 VCC + 0.5      A

    VIL   Input Low Voltage                                                   1.0 VCC X 0.3

    ILI   Input Leakage Current                VIN = VCC max.                 --         3

    ILO   Output Leakage Current                                              --         3

Notes: VIL min and VIH max are reference only and are not tested.

Commercial (TA = 0OC to +70OC) Industrial (TA = -40OC to +85OC)

    Symbol Parameter                           Test Conditions                Min.       Max.         Unit
                                               Read at 100 KHz (Vcc = 5V)
    ICC1  Vcc Operating Current                Write at 100 KHz (Vcc = 5V)    --         2.0          mA
                                               Vcc = 1.8V, Vcc = 2.5V
    ICC2  Vcc Operating Current                Vcc = 5.0V                     --         3.0          mA

    ISB1  Standby Current                                                     --         2            A

    ISB2  Standby Current                                                     --         5            A

Commercial (TA = 0OC to +70OC) Industrial (TA = -40OC to +85OC)

Symbol Parameter                                                       1.8V       2.5V     5.0V(1,2)  Unit
                                                                   Min. Max.  Min. Max.  Min. Max.    KHz
fSCL SCL Clock Frequency                                                                               ns
                                                                     0 100      0 400      0 1000      s
T         Noise Suppression Time(1)                                 -- 100     -- 50      -- 50        s
                                                                   4.7 --     1.3 --     0.6 --        s
tLow Clock Low Period                                                4--      0.6 --     0.4 --        s
                                                                    4.7 --     1.2 --     0.5 --       s
tHigh Clock High Period                                            4.7 --     0.6 --     0.25 --       s
                                                                   4.7 --     0.6 --     0.25 --       s
tBUF Bus Free Time Before New Transmission(1)                        4--      0.6 --     0.25 --       ns
                                                                     4--      0.6 --     0.6 --        ns
tSU:STA Start Condition Setup Time                                 200 --     100 --     100 --        s
                                                                     0--        0--        0--         s
tSU:STO Stop Condition Setup Time                                    4--      0.6 --     0.6 --        ns
                                                                   4.7 --     1.3 --     1.3 --        ns
tHD:STA Start Condition Hold Time                                  200 --     200 --     200 --        ns
                                                                   200 3500   200 900    200 550       ns
tHD:STO Stop Condition Hold Time                                    -- 1000    -- 300     -- 300       ms
                                                                    -- 300     -- 300     -- 300
tSU:DAT Data In Setup Time                                          -- 10      --5        --5

tHD:DAT Data In Hold Time

tSU:WP WP pin Setup Time

tHD:WP WP pin Hold Time

tDH Data Out Hold Time (SCL Low to SDA Data Out Change)

tAA       Clock to Output (SCL Low to SDA Data Out Valid)

tR        SCL and SDA Rise Time(1)

tF        SCL and SDA Fall Time(1)

tWR Write Cycle Time

1. This parameter is characterized but not 100% tested.
2. Preliminary only.

10                                             Integrated Silicon Solution, Inc. -- -- 1-800-379-4774

                                                                              PRELIMINARYINFORMATION Rev. 00B

IS24C128                                                                                       ISSI

Figure 11. Bus Timing

              tR                tF       tHIGH               tLOW                              tSU:STO
        SCL           tSU:STA                       tHD:DAT
    SDAIN                           tHD:STA
SDAOUT                                                             tSU:DAT

                                    tAA                      tDH

                                                                                       tSU:WP  tHD:WP


Figure 12. Write Cycle Timing

SDA           8th BIT           ACK

              WORD n                                       tWR

                                         STOP                               START
                                         Condition                          Condition

Integrated Silicon Solution, Inc. -- -- 1-800-379-4774                                     11


IS24C128                                                 ISSI

ORDERING INFORMATION                            Package
Commercial Range: 0C to +70C                  300-mil Plastic DIP (8-pin)
                                                Small Outline (JEDEC STD) (8-pin)
    Frequency  Voltage            Part Number   TSSOP (14-pin)
     400 KHz   Range
                                  IS24C128-3P   Package
                 2.5V             IS24C128-3G   300-mil Plastic DIP (8-pin)
               to 5.5V            IS24C128-3Z   Small Outline (JEDEC STD) (8-pin)
                                                TSSOP (14-pin)
Industrial Range: 40C to +85C

    Frequency  Voltage            Part Number
     400 KHz    Range
                 2.5V             IS24C128-3GI
                to 5.5V           IS24C128-3ZI


Integrated Silicon Solution, Inc.                  Tel: 1-800-379-4774
                                                   Fax: (408) 588-0806
2231 Lawson Lane                                E-mail:
Santa Clara, CA 95054

12                                Integrated Silicon Solution, Inc. -- -- 1-800-379-4774

                                                PRELIMINARYINFORMATION Rev. 00B

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