NAND128-A, NAND256-A
NAND512-A, NAND01G-A
128 Mbit, 256 Mbit, 512 Mbit, 1 Gbit (x8/x16)
528 Byte/264 Word Page, 1.8V/3V, NAND Flash Memories
FEATURES SUMMARY
■
HIGH DENSITY NAND FLASH MEMORIES
–
–
–
Up to 1 Gbit memory array
Up to 32 Mbit spare area
Cost effective solutions for mass storage
applications
x8 or x16 bus width
Multiplexed Address/ Data
Pinout compatibility for all densities
1.8V device: V
DD
= 1.7 to 1.95V
3.0V device: V
DD
= 2.7 to 3.6V
Figure 1. Packages
■
NAND INTERFACE
–
–
–
TSOP48 12 x 20mm
■
SUPPLY VOLTAGE
–
–
■
PAGE SIZE
–
–
x8 device: (512 + 16 spare) Bytes
x16 device: (256 + 8 spare) Words
x8 device: (16K + 512 spare) Bytes
x16 device: (8K + 256 spare) Words
Random access: 12µs (max)
Sequential access: 50ns (min)
Page program time: 200µs (typ)
Fast page copy without external buffering
■
■
USOP48 12 x 17 x 0.65mm
FBGA
■
BLOCK SIZE
–
–
VFBGA55 8 x 10 x 1mm
TFBGA55 8 x 10 x 1.2mm
VFBGA63 9 x 11 x 1mm
TFBGA63 9 x 11 x 1.2mm
■
PAGE READ / PROGRAM
–
–
–
DATA INTEGRITY
–
–
–
100,000 Program/Erase cycles
10 years Data Retention
Lead-Free Components are Compliant
with the RoHS Directive
Error Correction Code software and
hardware models
Bad Blocks Management and Wear
Leveling algorithms
File System OS Native reference software
Hardware simulation models
■
COPY BACK PROGRAM MODE
–
FAST BLOCK ERASE
–
Block erase time: 2ms (Typ)
■
■
RoHS COMPLIANCE
■
■
■
STATUS REGISTER
ELECTRONIC SIGNATURE
CHIP ENABLE ‘DON’T CARE’ OPTION
–
Simple interface with microcontroller
–
–
–
SERIAL NUMBER OPTION
HARDWARE DATA PROTECTION
–
Program/Erase locked during Power
transitions
–
DEVELOPMENT TOOLS
■
■
February 2005
1/57
NAND128-A, NAND256-A, NAND512-A, NAND01G-A
Table 1. Product List
Reference
Part Number
NAND128R3A
NAND128W3A
NAND128-A
NAND128R4A
NAND128W4A
NAND256R3A
NAND256W3A
NAND256-A
NAND256R4A
NAND256W4A
NAND512R3A
NAND512W3A
NAND512-A
NAND512R4A
NAND512W4A
NAND01GR3A
NAND01GW3A
NAND01G-A
NAND01GR4A
NAND01GW4A
2/57
NAND128-A, NAND256-A, NAND512-A, NAND01G-A
TABLE OF CONTENTS
FEATURES SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Figure 1. Packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Table 1. Product List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
SUMMARY DESCRIPTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Table 2.
Figure 2.
Table 3.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Product Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Logic Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Signal Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Logic Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
TSOP48 and USOP48 Connections, x8 devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
TSOP48 and USOP48 Connections, x16 devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
FBGA55 Connections, x8 devices (Top view through package) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
FBGA55 Connections, x16 devices (Top view through package) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
FBGA63 Connections, x8 devices (Top view through package) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
FBGA63 Connections, x16 devices (Top view through package) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
MEMORY ARRAY ORGANIZATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Bad Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Table 4. Valid Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Figure 10.Memory Array Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
SIGNAL DESCRIPTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Inputs/Outputs (I/O0-I/O7). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Inputs/Outputs (I/O8-I/O15). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Address Latch Enable (AL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Command Latch Enable (CL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Chip Enable (E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Read Enable (R). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Write Enable (W). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Write Protect (WP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Ready/Busy (RB). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
V
DD
Supply Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
V
SS
Ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
BUS OPERATIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Command Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Address Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Data Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Write Protect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 5. Bus Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 6. Address Insertion, x8 Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3/57
NAND128-A, NAND256-A, NAND512-A, NAND01G-A
Table 7. Address Insertion, x16 Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Table 8. Address Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
COMMAND SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Table 9. Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
DEVICE OPERATIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Pointer Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Figure 11.Pointer Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Figure 12.Pointer Operations for Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Read Memory Array. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Random Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Page Read. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Sequential Row Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 13.Read (A,B,C) Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 14.Read Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 15.Sequential Row Read Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Figure 16.Sequential Row Read Block Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Page Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Figure 17.Page Program Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Copy Back Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Table 10. Copy Back Program Addresses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Figure 18.Copy Back Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Block Erase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Figure 19.Block Erase Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Read Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Write Protection Bit (SR7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
P/E/R Controller Bit (SR6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Error Bit (SR0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
SR5, SR4, SR3, SR2 and SR1 are Reserved . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Table 11. Status Register Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Read Electronic Signature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Table 12. Electronic Signature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
SOFTWARE ALGORITHMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Bad Block Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Block Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Table 13. Block Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Figure 20.Bad Block Management Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Figure 21.Garbage Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Garbage Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Wear-leveling Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Error Correction Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Figure 22.Error Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Hardware Simulation Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4/57
NAND128-A, NAND256-A, NAND512-A, NAND01G-A
Behavioral simulation models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
IBIS simulations models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
PROGRAM AND ERASE TIMES AND ENDURANCE CYCLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 14. Program, Erase Times and Program Erase Endurance Cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
MAXIMUM RATING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 15. Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
DC and AC PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 16. Operating and AC Measurement Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 17. Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 18. DC Characteristics, 1.8V Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Table 19. DC Characteristics, 3V Devices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Table 20. AC Characteristics for Command, Address, Data Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Table 21. AC Characteristics for Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Figure 23.Command Latch AC Waveforms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Figure 24.Address Latch AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Figure 25.Data Input Latch AC Waveforms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Figure 26.Sequential Data Output after Read AC Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Figure 27.Read Status Register AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Figure 28.Read Electronic Signature AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Figure 29.Page Read A/ Read B Operation AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Figure 30.Read C Operation, One Page AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Figure 31.Page Program AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Figure 32.Block Erase AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Figure 33.Reset AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Ready/Busy Signal Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Figure 34.Ready/Busy AC Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Figure 35.Ready/Busy Load Circuit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Figure 36.Resistor Value Versus Waveform Timings For Ready/Busy Signal . . . . . . . . . . . . . . . . 46
PACKAGE MECHANICAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Figure 37.TSOP48 - 48 lead Plastic Thin Small Outline, 12 x 20mm, Package Outline . . . . . . . . . 47
Table 22. TSOP48 - 48 lead Plastic Thin Small Outline, 12 x 20mm, Package Mechanical Data . 47
Figure 38.USOP48 – lead Plastic Ultra Thin Small Outline,12 x 17mm, Package Outline . . . . . . . 48
Table 23. USOP48 – lead Plastic Ultra Thin Small Outline, 12 x 17mm, Package Mechanical Data48
Figure 39.VFBGA55 8 x 10mm - 6x8 active ball array, 0.80mm pitch, Package Outline . . . . . . . . 49
Table 24. VFBGA55 8 x 10mm - 6x8 ball array, 0.80mm pitch, Package Mechanical Data . . . . . . 49
Figure 40.TFBGA55 8 x 10mm - 6x8 active ball array - 0.80mm pitch, Package Outline . . . . . . . . 50
Table 25. TFBGA55 8 x 10mm - 6x8 active ball array - 0.80mm pitch, Package Mechanical Data 50
Figure 41.VFBGA63 9x11mm - 6x8 active ball array, 0.80mm pitch, Package Outline . . . . . . . . . 51
Table 26. VFBGA63 9x11mm - 6x8 active ball array, 0.80mm pitch, Package Mechanical Data . . 51
Figure 42.TFBGA63 9x11mm - 6x8 active ball array, 0.80mm pitch, Package Outline. . . . . . . . . . 52
Table 27. TFBGA63 9x11mm - 6x8 active ball array, 0.80mm pitch, Package Mechanical Data . . 52
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