NAND04GW3B2B
NAND08GW3B2A
4 Gbit, 8 Gbit, 2112 Byte/1056 Word Page
3V, NAND Flash Memories
Features
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High density NAND Flash Memory
– up to 8 Gbit memory array
– Up to 256 Mbit spare area
– Cost effective solution for mass storage
applications
NAND Interface
– x8 bus width
– Multiplexed Address/ Data
Supply voltage
– 3.0V device: V
DD
= 2.7 to 3.6V
Page size
– (2048 + 64 spare) Bytes
Block size
– (128K + 4K spare) Bytes
Page Read/Program
– Random access: 25µs (max)
– Sequential access: 30ns (min)
– Page program time: 200µs (typ)
Copy Back Program mode
– Fast page copy without external buffering
Cache Program and Cache Read modes
– Internal Cache Register to improve the
program and read throughputs
Fast Block Erase
– Block erase time: 2ms (typ)
Status Register
Electronic Signature
Chip Enable ‘don’t care’
– for simple interface with microcontroller
Serial Number option
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■
■
TSOP48 12 x 20mm
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■
Data protection
– Hardware and Software Block Locking
– Hardware Program/Erase locked during
Power transitions
Data integrity
– 100,000 Program/Erase cycles (with ECC)
– 10 years Data Retention
ECOPACK
®
package
Development tools
– Error Correction Code software and
hardware models
– Bad Blocks Management and Wear
Leveling algorithms
– File System OS Native reference software
– Hardware simulation models
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December 2007
Rev 5
1/58
www.numonyx.com
1
Contents
NAND04GW3B2B, NAND08GW3B2A
Contents
1
2
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Memory array organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1
Bad Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3
Signal descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
Inputs/Outputs (I/O0-I/O7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Address Latch Enable (AL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Command Latch Enable (CL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Chip Enable (E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Read Enable (R) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Power-Up Read Enable, Lock/Unlock Enable (PRL) . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Write Enable (W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Write Protect (WP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Ready/Busy (RB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
V
DD
Supply Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
V
SS
Ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4
Bus operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Command Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Address Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Data Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Write Protect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5
6
Command set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Device operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6.1
Read Memory Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6.1.1
6.1.2
Random Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Page Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2/58
NAND04GW3B2B, NAND08GW3B2A
Contents
6.2
6.3
Cache Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Page Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.3.1
6.3.2
Sequential Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Random Data Input in page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
Copy Back Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Cache Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Block Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Read Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.8.1
6.8.2
6.8.3
6.8.4
6.8.5
6.8.6
Write Protection Bit (SR7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
P/E/R Controller and Cache Ready/Busy Bit (SR6) . . . . . . . . . . . . . . . 28
P/E/R Controller Bit (SR5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Cache Program Error Bit (SR1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Error Bit (SR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
SR4, SR3 and SR2 are Reserved . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.9
Read Electronic Signature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7
Data Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
7.1
7.2
7.3
7.4
Blocks Lock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Blocks Unlock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Blocks Lock-Down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Block Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
8
Software algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
Bad Block Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
NAND Flash memory failure modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Garbage Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Wear-leveling algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Error Correction Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Hardware simulation models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
8.6.1
8.6.2
Behavioral simulation models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
IBIS simulations models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
9
Program and Erase times and endurance cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3/58
Contents
NAND04GW3B2B, NAND08GW3B2A
10
11
Maximum rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
DC and AC parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
11.1
11.2
Ready/Busy Signal Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Data Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
12
13
14
Package mechanical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4/58
NAND04GW3B2B, NAND08GW3B2A
List of tables
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Table 24.
Product Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Signal Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Valid Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Bus Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Address Insertion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Address Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Copy Back Program addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Status Register Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Electronic Signature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Electronic Signature Byte 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Electronic Signature Byte 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Block Lock Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Block failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Program, Erase Times and Program Erase Endurance Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Operating and AC Measurement Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
DC Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
AC Characteristics for Command, Address, Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
AC Characteristics for operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
TSOP48 - 48 lead Plastic Thin Small Outline, 12 x 20 mm, Package Mechanical Data. . . 55
Ordering Information Scheme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
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