ESP32

ESP32 on seeria odavatest ja väikese voolutarbega ühe kiibi mikrokontrolleritest, millel on sisseehitatud Wi-Fi ja kahesüsteemne Bluetooth. ESP32 seeria mikrokontrolleritel on kas Tensilica Xtensa LX6 mikroprotsessor (nii ühe- kui ka kahetuumalises variandis), Xtensa LX7 kahetuumaline mikroprotsessor või ühetuumaline RISC-V mikroprotsessor. Sellel on ka sisseehitatud antennilülitid, RF balun, võimendi, filtrid ja voolujälgimise moodulid. ESP32 on loodud ja arendatud Espressif Systems poolt, mis on Shangais asuv Hiina ettevõte. ESP32 kiipe toodab TSMC, kasutades 40 nm protsessi. ESP32 on ESP8266 mikrokontrolleri järeltulija.

Omadused

ESP32 function block diagram.

ESP32 Die shot

ESP32 omadused:^[1]

• Protsessorid:
  • CPU: Xtensa kahetuumaline (või ühetuumaline) 32-bit LX6 mikroprotsessor, töötamas 160 või 240 MHz kiirustel ja toimetamas kuni 600 DMIPS
  • Väga väikese voolutarbega (ULP) kaasprotsessor
• Mälu: 320 KiB RAM, 448 KiB ROM
• Juhtmevabad ühendused:
  • Wi-Fi: 802.11 b/g/n
  • Bluetooth: v4.2 BR/EDR and BLE (jagab Wi-Fi'ga raadiot)
• Perifeersed liidesed:
  • 34 × programmeeritavat GPIOd
  • 12-bit SAR ADC kuni 18 kanalit
  • 2 × 8-bit DAC
  • 10 × puutesensor (capacitive sensing GPIOs)
  • 4 × SPI
  • 2 × I²S liidest
  • 2 × I²C liidest
  • 3 × UART
  • SD/SDIO/CE-ATA/MMC/eMMC host kontroller
  • SDIO/SPI slave kontroller
  • Ethernet MAC liides eraldi DMA ja kavandatava IEEE 1588 Precision Time Protocol toega
  • CAN bus 2.0
  • Infrapuna remote kontroller (TX/RX, up to 8 channels)
  • Motor PWM
  • LED PWM (kuni 16 kanalit)
  • Hall effect sensor
  • Ultra low power analog pre-amplifier
• Turvalisus:
  • IEEE 802.11 standartsed turvalisuse funktsioonid
  • Secure boot
  • Flash encryption
  • 1024-bit OTP, klientidele kuni 768-bit
  • Krüptograafiline riistvarakiirendus: AES, SHA-2, RSA, elliptic curve cryptography (ECC), random number generator (RNG)
• Vooluhaldus:
  • Sisemine low-dropout regulator
  • Eraldi toide RTC jaoks
  • 5 μA deep sleep voolutarve
  • Ülesärkamine GPIO interruptist, timerist, ADC mõõtmistest, puuteanduri interruptist

Sisseehitatud panipaik

ESP32 sisaldab järgmist integreeritud mälu:^[2]

Mälu	suurus
SRAM	520 KiBit
Välkmälu	448 KiBit
NVRAM	16 KiBit

ESP32-xx tootepere

Originaalse ESP32 väljastamisest hiljem on ka turule toodud mitu erinevat varianti. Need variandid loovad ESP32 mikrokontrollerite pere. Nendel kiipidel on erinevad protsessorid ja võimekused, kuid kõigil on sama SDK ja on suuresti ühtivad koodi suhtes. Originaalne ESP32 on tootja poolt ka uuendatud (ESP32 ECO V3)

ESP32-S2

• Ühetuumaline Xtensa LX7 CPU, kini 240 MHz
• 320 kiB SRAM, 128 kiB ROM ja 16 kiB RTC mälu
• WiFi 2.4 Ghz (IEEE 802.11b/g/n)
• Ilma Bluetoothita
• 43 programmeeritavat GPIO'd
• USB OTG

ESP32-C3

NodeMCU kaart koos ESP32-C3-32S-iga

• Ühetuumaline 32-bit RISC-V CPU, kuni 160 MHz
• 400 kiB SRAM, 384 kiB ROM
• WiFi 2,4 GHz (IEEE 802.11b/g/n)
• Bluetooth 5 LE
• 22 programmeeritavat GPIO-d
• PIN-ühilduv ESP8266'ga

ESP32-S3

• Kahetuumaline Xtensa LX7 CPU, kuni 240 MHz
  • Lisatud instruktsioonid et kiirendada masinõppe rakendusi
• 384 kiB RAM ja lisaks 384 KiB SRAM
• WiFi 2.4 Ghz (IEEE 802.11 b/g/n)
• Bluetooth 5 LE
• 44 programmeeritavat GPIO-d
• USB OTG

Tulekul

ESP32-C6

• Ühetuumaline 32-bit RISC-V CPU, kuni 160 MHz
• 400 kiB SRAM ja 384 kiB ROM
• IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) 2.4 GHz, toetab 20 MHz sagedust 11ax režiimis, 20 või 40 MHz sagedust 11b/g/n režiimis
• Bluetooth 5 ja LE
• 22 programmeeritavat GPIO-d

ESP32-H2

• Ühetuumaline 32-bit RISC-V CPU, kuni 96 MHz
• 256 KB SRAM
• IEEE 802.15.4 (Thread + Zigbee)
• Bluetooth 5 LE
• 26 programmeeritavat GPIO'd

QFN pakendatud kiip ja moodul

ESP32 on paigutatud quad-flat no-leads (QFN) varieeruvate suurustega pakendites, 49 pad'iga. 48 ühedus-pad'i külgedel ja üks suur thermal pad all, mis on maandatud.

Kiibid

ESP32 system on a chip on pakendatud mõlemas 6 mm × 6 mm ja 5 mm × 5 mm QFN pakendites.

Tunnus	Tuumad	Flash mälu (MiB)	Pakendi suurus	Kirjeldus
ESP31B	2	0	6 mm×6 mm	Pre-release SoC, mida kasutati Beta-testimiseks. Pole enam saadaval.
ESP32-D0WDQ6	2	0		Esmane tooteseeria.
ESP32-D0WD	2	0	5 mm×5 mm	Väiksem füüsiline pakend, sarnaneb ESP32-D0WDQ6.
ESP32-D2WD	2	2		2MiB (16Mibit) flash memory variatsioon.
ESP32-U4WDH	1	4		Ühetuumaline protsessor ja 4 MiB (32 Mibit) flash memory variatsioon.
ESP32-S0WD	1	0		Ühetuumalise protsessori variatsioon.

Aastal 2020, kiibid ESP32-D0WDQ6 ja ESP32-D0WD said ka V3 versiooni (ESP32 ECO V3), mis parandas mõned vead ja lisas võimekust.

Moodul

ESP32-PICO-D4 system in package moodul kombineerib ESP32 silicon kiibi, kristall-ostsillaatori, flash memory kiibi, filter kondensaatorid ja RF-võrdlemise ühte 7 mm x 7 mm QFN pakendisse.

Tunnus	Tuumad	Flash mälu (MiB)	Pakendi suurus	Kirjeldus
ESP32-PICO-D4	2	4	7 mm×7 mm	ESP32 silicon kiip, kristall-ostsillaator, flash memory kiip, filter kondensaatorid ja RF-võrdlemine

Aastal 2020, sarnane moodul ESP32-PICO-V3 toodi turule, mis põhineb ESP32 ECO V3 kiibil.

Viited

1. "ESP32 Datasheet" (PDF). Espressif Systems. 6. märts 2017. Vaadatud 14. märtsil 2017.
2. jameswilson (16. detsember 2020). "ESP32 Pinout, Datasheet, Features & Applications - The Engineering Projects". www.theengineeringprojects.com (Ameerika inglise). Vaadatud 21. juulil 2024.