КОМПАНИЯ ESPRESSIF. Обзор продукции

Стукало С.Н., К.Т.Н.,

ssn@gamma.spb.ru

Чипы, модули и программное обеспечение Espressif разрабатывается большой международной командой квалифицированных разработчиков. В январе 2018 года компания Espressif Systems (Шанхай, Китай) – лидер в области разработки и производства высокопроизводительных маломощных Wi-Fi и Wi-Fi / Bluetooth- решений – произвела и продала 100-миллионный чип IoT, подтвердив своё лидерство на рынке IoT. Чипированные и модульные решения компании отмечены многочисленными наградами крупных промышленных форумов и потребительских ассоциаций. Выпуск в 2014 году SoC (System-on-a-Chip) чипа ESP8266 был признан поворотным моментом для мирового рынка IoT. Эффект ESP8266 был повторен выпуском текущего флагманского SoC-чипа ESP32 в 2016 году, ставшего самым интегрированным Wi-Fi и двухрежимным Bluetooth-чипом в индустрии IoT. Сегодня решения Espressif используются во многих популярных высокотехнологичных продуктах, от планшетов, телевизионных приставок, управляющих устройств до интеллектуальных приборов освещения и климат-контроля HVAC. Чипы Espressif – основа высокозащищенных профессиональных решений, таких как камеры наблюдения, механизмы контроля доступа, телеметрические системы, сенсорные сети и роботы. Espressif совершила революцию в IoT, предоставив открытый доступ к своим кодам. Продолжением этого подхода стала платформа разработки программного обеспечения IoT –ESP-IDF, позволяющая создавать в её среде многочисленные клиентские проекты и платформы. Двухъядерные модули Wi-Fi с Dual-mode Bluetooth Особенности Модули содержат два независимых ядра CPU с регулируемой тактовой частотой от 80 МГц до 240 МГц. До +19,5 дБм на выходе антенны обеспечивает устойчивость радиоканала даже в неблагоприятных условиях приёма. Классический Bluetooth для устаревших подключений, поддерживающий профили L2CAP, SDP, GAP, SMP, AVDTP, AVCTP, A2DP (SNK) и AVRCP (CT). Поддержка профилей низкой мощности Bluetooth (BLE), включая профили L2CAP, GAP, GATT, SMP и GATT, такие как BluFi, SPP-like и т. д. Bluetooth Low Energy (BLE) подключается к смартфонам, передавая низкоэнергетические сигналы-маяки для легкого обнаружения. Ток в режиме сна составляет менее 5 мкА, что делает эти модули максимально пригодными для использования в устройствах с батарейным питанием (компактные носимые устройства и закладки). Интегрированная флэш-память 4 МБ. Периферийные устройства включают емкостные сенсорные датчики, датчик Холла, малошумящие усилители сигнала, интерфейс SD-карты, Ethernet, высокоскоростной SPI, UART, I2S и I2C. Полностью сертифицированные модификации, в т.ч. со встроенными антеннами и специализированными программными стеками. Флагман линейки – модуль ESP-WROOM-32 на плате 25,2х18 мм. Содержит чипсет ESP32 SoC, флэш-память, прецизионные дискретные компоненты и антенну на PCB, обеспечивающие выдающиеся радиочастотные характеристики в приложениях с ограниченным объемом. Схемное решение модуля и оптимизированная компоновка его четырехслойной печатной платы доступны для скачивания на сайте производителя и могут использоваться в качестве исходной справочной информации для разработки собственных аппаратных решений на основе ESP32. Модуль ESP-WROVER, с 4,5 МБ ОЗУ и двухъядерным процессором 240 МГц, нацелен на высокие требования к производительности. Создавайте интернет-камеры, интеллектуальные дисплеи или интернет-радиоприемники с помощью этого высокоинтегрированного сверхмощного модуля, подключая к нему ЖК-дисплеи, камеры, микрофоны и кодеки.

Одноядерные модули с Wi-Fi и Dual-mode Bluetooth Особенности

Готовится к серийному выпуску модуль ESP32-SOLO-1 (встроенный чипсет ESP32-S0WD на базе высокопроизводительного одноядерного процессора 160 МГц). До +19,5 дБм на выходе антенны обеспечивает хорошие показатели устойчивости радиоканала. Классический Bluetooth для устаревших подключений, также поддерживающий L2CAP, SDP, GAP, SMP, AVDTP, AVCTP, A2DP (SNK) и AVRCP (CT). Поддержка профилей низкой мощности Bluetooth Low Energy (BLE), включая профили L2CAP, GAP, GATT, SMP и GATT, такие как BluFi, SPP-like и т. д. BLE подключается к смартфонам, передавая низкоэнергетические маяки для легкого обнаружения. Потребляемый ток в режиме сна составляет менее 5 мкА, что делает этот модуль пригодным для применения в приложениях с батарейным питанием и в компактных носимых устройствах. Периферийные устройства включают емкостные сенсорные датчики, датчик Холла, малошумящие усилители сигнала, интерфейс SD-карты, Ethernet, высокоскоростной SPI, UART, I2S и I2C. Полностью сертифицированные модификации, в т.ч. со встроенными антеннами и программными стеками.

Одноядерные модули с 802.11b/g/n 2.4 ГГц Wi-Fi Особенности Маломощное, высокоинтегрированное решение Wi-Fi на чипсете ESP8266EX, интегрирующего 32-разрядный одноядерный микроконтроллер Tensilica L106 (MCU), обеспечивающий сверхнизкое энергопотребление, и 16-разрядный RSIC, поддержка тактовой частоты до 160 МГц. Дизайн с минимумом внешних компонентов (до 7). До +19,5 дБм на выходе антенны обеспечивает хорошие условия ведения связи в сложной помеховой обстановке. Потребляемый ток в режиме сна составляет менее 20 мкА, что делает эти модули пригодными для использования в устройствах с батарейным питанием и в носимых устройствах. Периферийные устройства могут подключаться через UART, GPIO, I2C, I2S, SDIO, PWM, ADC и SPI. Благодаря интегрированной операционной системе реального времени (RTOS) и функциональному стеку Wi-Fi, около 80% вычислительной мощности контроллера чипсете ESP8266EX по-прежнему доступно для программирования и разработки пользовательских приложений.

Отладочные платы для модулей Wi-Fi+BT/BLE (диапазон 2.4 ГГц) ОсобенностиПодключение к ПК: USB.Варианты питания: USB (по умолчанию) или 5V / GND, или контакты 3V3 / GND.SDK: исходный код ESP-IDF и примеры приложений.

Отладочные платы для модулей Wi-Fi (диапазон 2.4 ГГц) ОсобенностиПодключение к ПК посредством USB.SDK: исходный код SDK ESP8266 и примеры приложений.

Особенности

Чипсет ESP32 - высокоинтегрированное решение для приложений Wi-Fi и Bluetooth IoT, требующее в клиентском дизайне лишь около 20 внешних компонентов. ESP32 объединяет в себе антенный переключатель, радиочастотный полосовой фильтр, усилитель мощности, МШУ приемного тракта, фильтры ПЧ и модуль управления мощностью. Различные версии ESP32 содержат один или два маломощных 32-разрядных микропроцессора Xtensa® LX6. Все решение занимает минимум площади печатной платы (PCB). Чипсет поддерживает AGC (Automatic Gain Control) – динамическую автонастройку радиотракта, в зависимости от изменений внешних условий передачи и приема радиосигнала и помеховой обстановки. Поддерживает инфраструктуру и режимы BSSStationmode/SoftAPmode/Promiscuousmodeи подключение внешней памяти QSPIflash/SRAM, вплоть до 4x16 MB, с аппаратным шифрованием на основе AES. Весь объем внешней памяти отображается на кодовое пространство процессора, поддерживая 8-разрядные, 16-разрядные и 32-разрядные приложения и доступ. При этом поддерживается выполнение пользовательского кода. Также ESP32 поддерживает передачу потокового видео от камеры.

ESP32 поддерживает использование разнесенных антенн с помощью внешнего ВЧ переключателя. При этом один из выходов GPIO управляет им, выбирая лучшую антенну для минимизации эффектов замирания в канале.

Чипсет ESP8266EX – маломощное высокоинтегрированное решение Wi-Fi, разработанное на основе 32-разрядного микропроцессора Tensilica L106 для мобильных устройств, носимой электроники и для приложений IoT, обеспечивающее низкое энергопотребление за счёт использования нескольких патентованных технологий. Энергосберегающая архитектура чипсета поддерживает три режима работы: активный, спящий и режим глубокого сна. Их комбинированное использование позволяет работать от батарейного питания дольше. ESP8266EX содержит 32-разрядный контроллер TensilicaL106, стандартные цифровые периферийные интерфейсы, антенные переключатели, RFфильтр, усилитель мощности, МШУ, фильтры и модули управления питанием - все в одном компактном корпусе. Максимальная тактовая частота – 160 МГц. Необходимый минимум внешних компонентов – 7.

Благодаря включению операционной системе реального времени (RTOS) и функциональному стеку Wi-Fi, около 80% вычислительной мощности доступно для программирования и работы пользовательских приложений. Проработанное SDK для быстрой разработки пользовательского ПО (примеры реализации). Для его размещения необходима внешняя SPI flash память (поддерживается до 16 МБ).

Поддерживается три режима работы: активный режим, спящий режим и режим глубокого сна.

Чипсет ESP8285 – имеет встроенную поддержку 8-мегапиксельная камеры. Встроенный 32-битный микроконтроллер Tensilica L106. Разработан для приложений домашней автоматизации, интеллектуальных систем управления освещением, индустриального сетевого контроля, контроля детей и животных, IP-камер, создания сенсорных сетей и устройств носимой электроники, систем Wi-Fi-локации, локальных Wi-Fi систем, активных радиометок. Поддерживается SDK.

Чипсет ESP8089 – создавался как полный и автономный 2,4-гигагерцовый сетевой Wi-Fi процессор для сетей Wi-Fi 802.11 b/g/n для использования в планшетах и телеприставках. Процессорное ядро Xtensa LX106, аналог ESP8266, но более старая 40-нм технология с другой прошивкой внутренней памяти. Выступая в качестве беспроводного адаптера, ESP8089 может работать с любыми системами на базе микроконтроллеров, обеспечивая беспроводную связь через интерфейс SP/SDIO. Идеален для использования в сотовых телефонах, в медиаплеерах (PMP) MP3 или MP4, в цифровых видеокамерах, мобильных игровых устройствах и пультах-таблетках.

Чипсет ESP8689 – решение, предназначенное для приложений Wi-Fi и Bluetooth. Для интеграции в различные устройства требует не более16-ти компонентов обвязки. 32-битное ядро микропроцессора Xtensa LX6 разработано по 40-нм технологии. Чипсет нацелен на достижение наилучшей производительности и мощности, универсальности и надежности в широком диапазоне применений и различных профилей потребляемой мощности, прежде всего в мобильных приложениях.

* Потребляемый ток lt;5 мкА в спящем режиме (и с отключенным таймером lt;0.1 мкА) и менее 1,0 мА (DTIM = 3) или 0,5 мА (DTIM = 10) при сохраняющемся подключении.

** Рекомендованное значение питающего напряжения – 3.3 В, при токе нагрузки от 500 мА.