M95160-DFDW6TP

M95160 M95160-W M95160-R M95160-DF 16-Kbit serial SPI bus EEPROM with high-speed clock Datasheet - production data Features 3',3%1 76623': PLOZLGWK 6201 PLOZLGWK SO8 (MN) 150 mil width • Compatible with the Serial Peripheral Interface (SPI) bus • Memory array – 16 Kb (2 Kbytes) of EEPROM – Page size: 32 bytes – Additional Write lockable Page (Identification page) • Write – Byte Write within 5 ms – Page Write within 5 ms TSSOP8 (DW) 169 mil width • Write Protect: quarter, half or whole memory array • High-speed clock: 20 MHz UFDFPN8 (MC) 2 x 3 mm • Single supply voltage: – 2.5 V to 5.5 V for M95160-W – 1.8 V to 5.5 V for M95160-R – 1.7 V to 5.5 V for M95160-DF • Operating temperature range: from -40°C up to +85°C • Enhanced ESD protection • More than 4 million Write cycles WLCSP (CS) • More than 200-year data retention • Packages: – SO8 (ECOPACK2®) – TSSOP8 (ECOPACK2®) – UFDFPN8 (ECOPACK2®) – WLCSP (ECOPACK2®) – Unsawn wafer (each die is tested) Unsawn wafer October 2015 This is information on a product in full production. DocID022580 Rev 8 1/53 www.st.com Contents M95160 M95160-W M95160-R M95160-DF Contents 1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 Memory organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3 Signal description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 4 3.1 Serial Data Output (Q) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.2 Serial Data Input (D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.3 Serial Clock (C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.4 Chip Select (S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.5 Hold (HOLD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.6 Write Protect (W) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.7 VCC supply voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.8 VSS ground . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Connecting to the SPI bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4.1 5 Operating features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.1 6 SPI modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Supply voltage (VCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.1.1 Operating supply voltage (VCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.1.2 Device reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.1.3 Power-up conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.1.4 Power-down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.2 Active Power and Standby Power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.3 Hold condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.4 Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.5 Data protection and protocol control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 6.1 Write Enable (WREN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 6.2 Write Disable (WRDI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6.3 Read Status Register (RDSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.3.1 2/53 WIP bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 DocID022580 Rev 8 M95160 M95160-W M95160-R M95160-DF 7 Contents 6.3.2 WEL bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.3.3 BP1, BP0 bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.3.4 SRWD bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 6.4 Write Status Register (WRSR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.5 Read from Memory Array (READ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.6 Write to Memory Array (WRITE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 6.7 Read Identification Page (available only in M95160-D devices) . . . . . . . 26 6.8 Write Identification Page (available only in M95160-D devices) . . . . . . . 27 6.9 Read Lock Status (available only in M95160-D devices) . . . . . . . . . . . . . 28 6.10 Lock ID (available only in M95160-D devices) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Power-up and delivery state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 7.1 Power-up state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 7.2 Initial delivery state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 8 Maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 9 DC and AC parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 10 Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 10.1 SO8N package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 10.2 TSSOP8 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 10.3 UFDFN8 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 10.4 WLCSP package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 11 Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 12 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 DocID022580 Rev 8 3/53 3 List of tables M95160 M95160-W M95160-R M95160-DF 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. Table 25. Table 26. Table 27. 4/53 Signal names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Write-protected block size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Instruction set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Significant bits within the two address bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Status Register format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Protection modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Operating conditions (M95160-W, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Operating conditions (M95160-R, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Operating conditions (M95160-DF, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 AC measurement conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Cycling performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Memory cell data retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 DC characteristics (M95160-W, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 DC characteristics (M95160-R or M95160-DF, device grade 6). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 AC characteristics (M95160-W, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 AC characteristics (M95160-R or M95160-DF, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 AC characteristics (M95160-F, device grade 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 AC characteristics (M95160-W, device grade 6) End of life products: these values apply only to M95160-WMN6TP/S and M95160-WDW6TP/S devices) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 SO8N – 8-lead plastic small outline, 150 mils body width, package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 TSSOP8 – 8-lead thin shrink small outline, 3 x 4.4 mm, 0.5 mm pitch, package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 UFDFN8 - 8-lead, 2 × 3 mm, 0.5 mm pitch ultra thin profile fine pitch dual flat package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 WLCSP - 8-bump, 1.350 x 1.365 mm, 0.4 mm pitch wafer level chip scale package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Ordering information scheme (unsawn wafer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 DocID022580 Rev 8 M95160 M95160-W M95160-R M95160-DF List of figures List of figures Figure 1. Figure 2. Figure 3. Figure 4. Figure 5. Figure 6. Figure 7. Figure 8. Figure 9. Figure 10. Figure 11. Figure 12. Figure 13. Figure 14. Figure 15. Figure 16. Figure 17. Figure 18. Figure 19. Figure 20. Figure 21. Figure 22. Figure 23. Figure 24. Figure 25. Figure 26. Figure 27. Figure 28. Logic diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 8-pin package connections (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 WLCSP connections (top view, marking side, with bumps on the underside) . . . . . . . . . . . 7 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Bus master and memory devices on the SPI bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 SPI modes supported . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Hold condition activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Write Enable (WREN) sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Write Disable (WRDI) sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Read Status Register (RDSR) sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Write Status Register (WRSR) sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Read from Memory Array (READ) sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Byte Write (WRITE) sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Page Write (WRITE) sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Read Identification Page sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Write identification page sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Read Lock Status sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Lock ID sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 AC measurement I/O waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Serial input timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Hold timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Serial output timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 SO8N – 8-lead plastic small outline, 150 mils body width, package outline . . . . . . . . . . . . 41 SO8N – 8-lead plastic small outline, 150 mils body width, package recommended footprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 TSSOP8 – 8-lead thin shrink small outline, 3 x 4.4 mm, 0.5 mm pitch, package outline. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 UFDFN8 - 8-lead, 2 × 3 mm, 0.5 mm pitch ultra thin profile fine pitch dual flat package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 WLCSP - 8-bump, 1.350 x 1.365 mm, 0.4 mm pitch wafer level chip scale package outline. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 WLCSP - 8-bump, 1.350 x 1.365 mm, 0.4 mm pitch wafer level chip scale package recommended footprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 DocID022580 Rev 8 5/53 5 Description 1 M95160 M95160-W M95160-R M95160-DF Description The M95160 devices are Electrically Erasable PROgrammable Memories (EEPROMs) organized as 2048 x 8 bits, accessed through the SPI bus. The M95160-W can operate with a supply voltage from 2.5 V to 5.5 V, the M95160-R can operate with a supply voltage from 1.8 V to 5.5 V, and the M95160-DF can operate with a supply voltage from 1.7 V to 5.5 V, over an ambient temperature range of -40 °C / +85 °C. The M95160-D offers an additional page, named the Identification Page (32 bytes). The Identification Page can be used to store sensitive application parameters which can be (later) permanently locked in Read-only mode. Figure 1. Logic diagram 6## $ 1 # 3 -XXX 7 (/,$ 633 !)# The SPI bus signals are C, D and Q, as shown in Figure 1 and Table 1. The device is selected when Chip Select (S) is driven low. Communications with the device can be interrupted when the HOLD is driven low. Table 1. Signal names Signal name 6/53 Function Direction C Serial Clock Input D Serial Data Input Input Q Serial Data Output Output S Chip Select Input W Write Protect Input HOLD Hold Input VCC Supply voltage - VSS Ground - DocID022580 Rev 8 M95160 M95160-W M95160-R M95160-DF Description Figure 2. 8-pin package connections (top view) -XXX 3  1  7  633      6## (/,$ # $ !)$ 1. See Section 10: Package information for package dimensions, and how to identify pin-1. Figure 3. WLCSP connections (top view, marking side, with bumps on the underside) Y s^^ ^ ,K> s t t     s^^ Y ^ s ,K> KƌŝĞŶƚĂƚŝŽŶƌĞĨĞƌĞŶĐĞ 0DUNLQJVLGHWRSYLHZ %XPSVLGHERWWRPYLHZ 069 DocID022580 Rev 8 7/53 40 Memory organization 2 M95160 M95160-W M95160-R M95160-DF Memory organization The memory is organized as shown in the following figure. Figure 4. Block diagram +2/' : 6 +LJKYROWDJH JHQHUDWRU &RQWUROORJLF & ' 4 ,2VKLIWUHJLVWHU $GGUHVVUHJLVWHU DQGFRXQWHU 'DWDUHJLVWHU 6WDWXV UHJLVWHU