ST ST72681 User Manual

ST72681

USB 2.0 high-speed Flash drive controller

Features

USB 2.0 interface compatible with mass storage device class

Integrated USB 2.0 PHY supporting USB high speed and full speed

Not For New Design

LQFP48 7x7

Suspend and Resume operations

Mass storage controller interface (MSCI)

Supports 2 KB-page NAND Flash devices including Numonyx, Hynix, Samsung, Toshiba, Micron, Renesas

Reed-Solomon encoder/decoder on-the-fly correction (4 bytes of a 512-byte block)

Flash identification support

Up to 12 MB/s for read and 8 MB/s for write operations in single channel

Up to 4 NAND Flash supported per channel

Embedded ST7 8-bit MCU

Supply management

3.3 V operation

Integrated 3.3-1.8 V voltage regulator

USB 2.0 low-power device compliant

Less than 100 mA during write operation with two NAND Flash devices

Less than 500 µA in suspend mode

AutoRun CDROM partition support

Bootability support (HDD mode)

Clock management

Integrated PLL for generating core+USB 2.0 clocks from external 12 MHz crystal

Data protection

Write protect switch control

Public/private partitions support

Production tool device configurability:

USB vendor ID/product ID (VID/PID), serial number and USB strings with foreign language support

SCSI strings

One or two LED outputs

Adjustable NAND Flash bus frequency to reach highest performance

Code update in the NAND Flash memory

LQFP48 7x7 ECOPACK® package

Development support

Complete reference design including schematics, BOM and Gerber files

Supports Windows (Vista, XP, 2000, ME), Linux and MacOS. Drivers available for Windows 98 SE

Table 1.

Device summary

 

 

 

 

Features

Orderable part numbers

 

 

 

 

 

ST72681/R20

 

ST72681/R21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

USB interface

 

USB 2.0 high speed

 

 

 

 

Number of NAND Flash devices supported (1)

up to 1

 

up to 4

 

R/W speed

11MB/s and 7MB/s

 

12MB/s and 8MB/s

 

 

 

 

 

 

Operating voltage

 

3.0 to 3.6 V

 

 

 

 

 

Operating temperature

 

0 to +70 °C

 

 

 

 

Package

LQFP48 7x7 / Die form

 

 

 

 

 

1. Number of NAND Flash devices supported in a single channel.

February 2009

Rev 6

1/34

This is information on a product still in production but not recommended for new designs.

www.st.com

Contents

ST72681

 

 

Contents

1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 4

2

Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

3

Application schematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

4

NAND Flash interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

4.1 NAND Flash support table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.2 NAND error correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.2.1 Hardware error correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4.2.2 Firmware error management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.3 Management of bad NAND Flash blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.3.1 Bad block identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4.3.2 Bad block replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4.3.3 Late fail block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.4 Wear levelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.4.1 LUT usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.5 NAND Flash interface configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5

Mass storage implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

5.1 USB characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.2 BOT / SCSI implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.2.1 BOT specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.2.2 SCSI specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.2.3 Bootability specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.3 Multi-LUN device characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.3.1 Public drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.3.2 Private drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.3.3 Additional drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.3.4 CD-ROM considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5.4 Mass storage interface configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

6

Human interface implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

 

6.1

LED behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

 

6.2

Read only switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

7

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2/34

ST72681 Contents

7.1

Parameter conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

 

7.1.1

Minimum and maximum values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

 

7.1.2

Typical values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

 

7.1.3

Typical curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

 

7.1.4

Loading capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

 

7.1.5

Pin input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

7.2

Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

 

7.2.1

Voltage characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

 

7.2.2

Current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

 

7.2.3

Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

7.3

Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

 

7.3.1

General operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

7.4

Supply current characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

 

7.4.1

RUN and SUSPEND modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

 

7.4.2

Supply and clock managers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

7.5 Clock and timing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

7.5.1 General timings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 7.5.2 Crystal oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

7.6 EMC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

 

 

7.6.1

Functional EMS (electromagnetic susceptibility) . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

 

 

7.6.2

Electromagnetic interference (EMI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

 

 

7.6.3

Absolute maximum ratings (electrical sensitivity) . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

 

7.7

I/O port pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

 

 

7.7.1

General characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

 

 

7.7.2

Output driving current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

 

7.8

Control pin characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

 

 

7.8.1

Asynchronous RESET pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

 

7.9

Other communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

 

 

7.9.1

MSCI parallel interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

 

 

7.9.2

Universal serial bus interface (USB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

8

Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

9

Device ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

10

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

3/34

Introduction

ST72681

 

 

1 Introduction

The ST72681 is a USB 2.0 high-speed Flash drive controller. The USB 2.0 high-speed interface including PHY and function supports USB 2.0 mass storage device class.

The mass storage controller interface (MSCI) combined with the Reed-Solomon encoder/decoder on-the-fly correction (4-byte on 512-byte data blocks) provides a flexible, high transfer rate solution for interfacing a wide of range NAND Flash memory device types.

The internal 60 MHz PLL driven by the 12 MHz oscillator is used to generate the 480 MHz frequency for the USB 2.0 PHY.

The ST7 8-bit CPU runs the application program from the internal ROM and RAM. USB data and patch code are stored in internal RAM.

I/O ports provide functions for EEPROM connection, LEDs and write protect switch control.

The internal 3.3 to 1.8 V voltage regulator provides the 1.8 V supply voltage to the digital part of the circuit.

Figure 1. Device block diagram

12 MHz

 

8-bit

ROM

RAM

 

OSC

 

CPU

 

 

 

 

 

 

 

 

Mass

Reed-

NAND

USB 2.0

 

USB 2.0

Storage

 

Solomon

 

PHY

Function

Controller

Error

I/F

 

 

 

Interface

Correction

 

3.3 V to 1.8 V

 

 

 

voltage

 

GPIO

 

regulator

 

 

 

4/34

ST72681

Pin description

 

 

2 Pin description

Figure 2 shows the LQFP48 package pinout, while Table 2, Table 3, Table 4, and Table 5 give the pin description.

The legend and abbreviations used in these tables are the following:

Type

I = input

O = output

S = supply

Input level: A = Dedicated analog input

In/Output level

CT = CMOS 0.3VDD/0.7VDD with input trigger

TT= TTL 0.8V / 2 V with Schmitt trigger

Output level

D8 = 8mA drive

D4 = 4mA drive

D2 = 2mA drive

Figure 2. 48-pin LQFP package pinout

 

VSS1

VDD331

NC NANDD[0]

NANDD[1] NANDD[2] NANDD[3] NANDD[4] NANDD[5] NANDD[6] NANDD[7]

NANDRnB

 

 

 

 

(1)

 

 

 

VDDA

48 47 46 45

44 43 42 41 40 39 38 37

NAND WP

1

 

 

 

36

OSCIN

2

 

 

 

35

READ ONLY

OSCOUT

3

 

 

 

34

EEPROM SCL

VSSA

4

 

 

 

33

VSS_2

RREF

5

 

 

 

32

VDD33_2

VSSC

6

 

ST72681

31

NC(1)

VDDC

7

 

30

NC(1)

VDD3

8

 

 

 

29

RESET

USBDP

9

 

 

 

28

LED2

USBDM

10

 

 

 

27

LED1

VSSBL

11

 

 

 

26

NAND ALE/EEPROM SDA

VDDBL

12

 

 

 

25

VSS_3

 

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

 

 

VDDOUSB

VSS4

VDD334 NANDCE4

NANDCE3 NANDCE2 NANDCE1 NANDRE NANDWE NANDCLE NC

VDD333

 

 

 

 

 

(1)

 

 

1. Must remain NOT connected in the application.

5/34

Pin description

 

 

 

 

 

ST72681

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 2.

Power supply

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pin

 

Pin name

 

Type

 

 

Description

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

 

VSS_1

 

S

 

Ground

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47

 

VDD33_1

 

S

I/Os and regulator supply voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

VSS_2

 

S

 

Ground

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

VDD33_2

 

S

I/Os and regulator supply voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

VSS_3

 

S

 

Ground

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

VDD33_3

 

S

I/Os and regulator supply voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

VSS_4

 

S

 

Ground

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

VDD33_4

 

S

I/Os and regulator supply voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

VDDOUSB

 

S

USB2 PHY, OSC and PLL power supply output (1.8 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 3.

USB 2.0 interface

 

 

 

 

 

 

 

 

Pin

 

Pin name

 

Type

 

Description

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

VDDBL

 

S

Supply voltage for buffers and de-serialization flip flops (1.8 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

VSSBL

 

S

 

Ground for buffers and de-serialization flip flops (1.8 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

USBDM

 

I/O

 

USB2 DATA -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

USBDP

 

I/O

 

USB2 DATA +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

VDD3

 

S

 

Supply voltage for the FS compliance (3.3 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

VDDC

 

S

 

Supply voltage for DLL & XOR tree (1.8 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

VSSC

 

S

 

Ground for DLL & XOR tree (1.8 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

RREF

 

I/O

 

Ref. resistor for integrated impedance process adaptation

 

 

 

 

(11.3 kOhms 1% pull down)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 4.

USB 2.0 and core clock system

 

 

 

 

 

 

 

 

Pin

 

Pin name

 

Type

 

Description

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

VSSA

 

S

 

Ground for oscillator & PLL (1.8 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

OSCOUT

 

O

 

12 MHz oscillator output

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

OSCIN

 

I

 

12 MHz oscillator input

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

VDDA

 

S

 

Supply voltage for oscillator & PLL (1.8 V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6/34

ST72681

 

 

 

 

 

 

Pin description

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 5.

General purpose I/O ports /mass storage I/Os

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pin

 

Pin name

Type

Level

 

Main function

 

 

 

 

 

 

 

Input

Outputs

 

(after reset)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

 

NAND D[0]

I/O

TT

D4

NAND Data [0]

 

44

 

NAND D[1]

I/O

TT

D4

NAND Data [1]

 

43

 

NAND D[2]

I/O

TT

D4

NAND Data [2]

 

42

 

NAND D[3]

I/O

TT

D4

NAND Data [3]

 

41

 

NAND D[4]

I/O

TT

D4

NAND Data [4]

 

40

 

NAND D[5]

I/O

TT

D4

NAND Data [5]

 

39

 

NAND D[6]

I/O

TT

D4

NAND Data [6]

 

38

 

NAND D[7]

I/O

TT

D4

NAND Data [7]

 

26

 

NAND ALE

I/O

TT

D8

NAND Address Latch Enable

 

22

 

NAND CLE

O

TT

D8

NAND Command Latch Enable

 

21

 

NAND WE

O

TT

D8

NAND WRite Enable

 

20

 

NAND RE

O

TT

D8

NAND read enable

 

19

 

NAND CE1

O

TT

D4

NAND Chip Enable 1

 

18

 

NAND CE2

O

TT

D4

NAND Chip Enable 2

 

17

 

NAND CE3

O

TT

D4

NAND Chip Enable 3

 

16

 

NAND CE4

O

TT

D4

NAND Chip Enable 4

 

37

 

NAND RnB

I

TT

D2

 

 

 

NAND Ready/Busy

 

 

36

 

NAND WP

O

TT

D2

NAND Write Protect

 

35

 

READ ONLY

I

TT

D2

Read -only switch (“0”: Read/Write; “1”:

 

 

Read only)

 

34

 

EEPROM SCL

O

TT

D2

EEPROM serial clock

 

28

 

LED2

O

TT

D8

Green LED (USB access)

 

27

 

LED1

O

TT

D8

Red LED (NAND memory access)

7/34

ST ST72681 User Manual

Application schematics

ST72681

 

 

3 Application schematics

Figure 3. Application schematic

53"?6

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/N "OARDA &LASH

 

 

/N "OARDA &LASH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6IN

6OUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'.$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

).() ") 4 "90!33

 

 

 

 

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6

 

 

 

 

 

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ST72681/R20 only supports single NAND Flash Chip Enable configuration (one NAND Flash device with one Chip Enable signal). Note that pins NAND_RnB2, NAND_CE2, NAND_CE3 and NAND_CE4 should remain unconnected.

8/34

ST72681

Application schematics

 

 

ST72681/R21 can support up to four NAND Flash Chip Enable signals. The application can use one of the following configurations:

One NAND Flash device with four Chip Enable signals; NAND_CE1, NAND_CE2, NAND_CE3 and NAND_CE4 are used.

One NAND Flash device with two Chip Enable signals; NAND_CE1 and NAND_CE2 are used.

One NAND Flash device with one Chip Enable signal; only NAND_CE1 is used.

Two NAND Flash devices with two Chip Enable signals; NAND_CE1 and NAND_CE2 are used to select the first NAND Flash device and NAND_CE3 and NAND_CE4 to select the second NAND Flash device.

Two NAND Flash devices with one Chip Enable signal; NAND_CE1 and NAND_CE2 are used to select is used to select the first NAND Flash device and the 2nd NAND Flash device, respectively.

4 NAND Flash devices with 1Chip Enable signal; NAND_CE1 selects the first NAND Flash device, NAND_CE2 the 2nd NAND Flash device, NAND_CE3 to select the third, and NAND_CE4 to select the fourth NAND Flash device.

9/34

NAND Flash interface

ST72681

 

 

4 NAND Flash interface

4.1NAND Flash support table

Table 6.

Known NAND Flash compatibility guide for R20 and R21 devices(1)(2)

 

 

NAND size (Mbytes or Gbytes)

Number of NAND devices

NAND name

supported

 

and type

 

 

 

 

 

R20 device

R21 device

 

 

 

 

 

 

 

 

Samsung K9F1G08U

128 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Samsung K9F2G08U

256 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Samsung K9F4G08U

512 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Samsung K9K4G08U

512 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Samsung K9W4G08U

512 MB; SLC2K; Dual CE

-

1 or 2

 

 

 

 

Samsung K9K8G08U

1 GB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Samsung K9W8G08U

1 GB; SLC2K; Dual CE

-

1 or 2

 

 

 

 

Samsung K9WAG08U

2 GB; SLC2K; Dual CE

-

1 or 2

 

 

 

 

Samsung K9NBG08U

4 GB; SLC2K; Quad CE

-

1

 

 

 

 

Samsung K9G4G08U

512 MB; MLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Samsung K9L8G08U

1 GB; MLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Samsung K9HAG08U

2 GB; MLC2K; Dual CE

-

1 or 2

 

 

 

 

Samsung K9MBG08U

4 GB; MLC2K; Quad CE

-

1

 

 

 

 

 

Toshiba TH58NVG0S3

128

MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

 

Toshiba TH58NVG1S3

256

MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

 

Toshiba TH58NVG2S3

512

MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

 

Toshiba TH58NVG1D4

256

MB; MLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

 

Toshiba TH58NVG2D4

512

MB; MLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Toshiba TH58NVG3D4

1 GB; MLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Numonyx NAND01GW3B

128 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Numonyx NAND02GW3B

256 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Numonyx NAND04GW3B

512 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Numonyx NAND08GW3B

1 GB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Numonyx NAND04GW3C

512 MB; MLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

 

Hynix HY27UF081G2M

128

MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Hynix HY27UG082G2M

256 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Hynix HY27UG084G2M

512 MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Hynix HY27UH084G5M

512 MB; SLC2K; Dual CE

-

1 or 2

 

 

 

 

Hynix HY27UH088G2M

1 GB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

 

Hynix HY27UT084G2M

512

MB; MLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Hynix HY27UU088G5M

1 GB; MLC2K; Dual CE

-

1 or 2

 

 

 

 

 

Micron 29F2G08AA

256

MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

 

Micron 29F4G08BA

512

MB; SLC2K; Single CE

1

1, 2, 3 or 4

 

 

 

 

Micron 29F8G08FA

1 GB; SLC2K; Dual CE

-

1 or 2

 

 

 

 

 

 

1.This list is provided as a guide only as it is not possible to automatically guarantee support for all the additions and updates across the listed ranges of manufacturers’ devices.

2.Only NAND Flash devices with 2 Kbyte pages are supported.

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ST72681

NAND Flash interface

 

 

4.2NAND error correction

No NAND Flash memory arrays are guaranteed by manufacturers to be error-free. Error occurrence depends on the Flash cell type (MLC or SLC).

The ST72681 embeds hardware and firmware mechanisms to correct the errors.

4.2.1Hardware error correction

The ST72681 embeds a Reed-Solomon algorithm-based hardware cell. This cell directly manages 512-byte data packets on the NAND Flash I/O system.

Based on a data packet contents, the cell generates an 80-bit Error Correction Code (ECC) consisting of 8 words each containing 10 bits.

During write operations to NAND memory, the 512-bytes of data and the ECC are stored together in the same page. The ECC is stored in the corresponding Redundant Area (RA), using 10 bytes.

During read operations, the 512-bytes of data and the 8 ECC words are read back and are passed through the Reed-Solomon cell for decoding. The cell allows the correction of 4 symbols in this 520-symbol packet (512 symbols from data + 8 symbols from ECC).

The hardware cell gives 3 possible results:

No error detected: the data packet can be used as it is.

Correctable error detected: the corrected data are available in a specific 512-byte buffer in the Reed-Solomon cell and are ready to use.

Uncorrectable error detected: data corruption is not repairable.

4.2.2Firmware error management

The firmware defines the error correction possibilities with the corrected data packet.

When data is not repairable, the block is considered as bad and replaced by another one. See below for further information.

4.3Management of bad NAND Flash blocks

NAND Flash device manufacturers deliver their products with factory-marked bad blocks. This marking depends on the manufacturer and the NAND Flash type (page size, memory technology, etc.). The ST72681 supports all bad block markings currently available on the market.

4.3.1Bad block identification

During firmware initialization, the MCU scans the entire NAND Flash configuration to identify bad blocks.

A bad block is defined as follows:

5 different Block Status bytes are considered: 4 Status bytes from page 0 and 1 from an other page (page 127 for MLC NAND Flash memory; page 1 for SLC NAND Flash memory).

The considered block is declared bad if 1 of these 5 bytes contains 4 bits or more at 0.

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