启明云端分享| 盘点 ESP32-S3到底有哪些功能特性

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ESP32-S3

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ESP32-S3 搭载 Xtensa 32 位 LX7 双核处理器,五级流水线架构,主频高达 240 MHz。集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE),具有强大的 AI 运算能力和可靠的安全加密机制,专为 AIoT 市场打造。

ESP32-S3 是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的 MCU 芯片,支持远距离模式 (Long Range)。
ESP32-S3 搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器,主频高达 240 MHz,内置 512 KB SRAM (TCM),具有 45 个可编程 GPIO 管脚和丰富的通信接口。


ESP32-S3与ESP32区别

与 ESP32 相比,ESP32-S3 支持更大容量的高速 Octal SPI flash 和片外 RAM,支持用户配置数据缓存与指令缓存。

功能框图

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ESP32-S3 功能特性

Wi-Fi

• 支持 IEEE 802.11 b/g/n 协议
• 在 2.4 GHz 频带支持 20 MHz 和 40 MHz 频宽
• 支持 1T1R 模式,数据速率高达 150 Mbps
• 无线多媒体 (WMM)
• 帧聚合 (TX/RX A-MPDU, RX A-MSDU)
• 立即块回复 (Immediate Block ACK)
• 分片和重组 (Fragmentation and defragmenta-tion)
• Beacon 自动监测(硬件 TSF)
• 4 × 虚拟 Wi-Fi 接口
• 同时支持基础结构型网络 (Infrastructure BSS) Station 模式、SoftAP 模式和 Station + SoftAP 混杂模式 请注意 ESP32-S3 在 Station 模式下扫描时,SoftAP 信道会同时改变
• 天线分集
• 802.11 mc FTM

蓝牙

• 低功耗蓝牙 (Bluetooth LE):Bluetooth 5、Blue-tooth mesh
• 2 Mbps PHY
• 远距离模式 (Long Range)
• 广播扩展 (Advertising Extensions)
• 多广播 (Multiple Advertisement Sets)
• 信道选择 (Channel Selection Algorithm #2)

CPU 和存储

• 五级流水线架构,支持高达 240 MHz 的时钟频率
• 16 位/24 位指令集提供高代码密度
• 32 位定制化指令集及 128 位宽数据总线,提供高运算性能
• 支持单精度浮点运算单元 (FPU)
• 支持 32 位乘法器、32 位除法器
• 非缓存 GPIO 指令
• 支持六级 32 个中断
• 支持 windowed ABI,64 个物理通用寄存器
• 支持带 TRAX 压缩模块的 trace 功能,最大 16 KB 的记录存储器 (trace memory)
• 用于调试的 JTAG
• 384 KB ROM :用于程序启动和内核功能调用
• 512 KB SRAM :用于数据和指令存储
• 16 KB RTC SRAM
• SPI、Dual SPI、Quad SPI、Octal SPI、QPI、OPI 接口外接多个 flash 和片外 RAM

高级外设接口和传感器

• 45 × GPIO 口
• 数字接口:
– 4 × SPI
– 1 × LCD 接口(8 位 ~16 位并行 RGB,I8080, MOTO6800), 支持 RGB565,
YUV422, YUV420, YUV411 之间互相转换
– 1 × DVP 8 位 ~16 位摄像头接口
– 3 × UART
– 2 × I2C
– 2 × I2S
– 1 × RMT (TX/RX)
– 1 × 脉冲计数器
– LED PWM 控制器,多达 8 个通道
– 1 × 全速 USB OTG
– 1 × USB Serial/JTAG 控制器
– 2 × MCPWM
– 1 × SDIO 主机接口,具有 2 个卡槽
– DMA 控制器,5 个接收通道和 5 个发送通道– 1 × TWAI® 控制器(兼容 ISO11898-1)
• 模拟接口:
– 2 × 12 位 SAR ADC,多达 20 个通道
– 1 × 温度传感器
– 14 × 电容式传感 GPIO以下是 ESP32-S3 的关键特性:
1.Wi-Fi + Bluetooth 5 (LE) 无线连接
ESP32-S3 集成 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) 功能,支持 40 MHz 带宽。其低功耗蓝牙子系统支持 Bluetooth 5 (LE) 和 Bluetooth Mesh,可通过 Coded PHY 与广播扩展实现远距离通信。它还支持 2 Mbps PHY,用于提高传输速度和数据吞吐量。ESP32-S3 的 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 射频性能优越,在高温下也能稳定工作。

2.支持 AI 加速

ESP32-S3 MCU 额外增加了用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令 (vector instructions)。AI 开发者们将可以使用指令优化后的软件库(敬请期待 ESP-WHO,ESP-Skainet 更新版本),实现高性能的图像识别、语音唤醒和识别等应用。

3.丰富的 IO 接口

ESP32-S3 拥有 45 个可编程 GPIO,支持所有常用外设接口,如 SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、DAC、UART、SD/MMC 主机控制器和 TWAITM 控制器等。用户可将其中的 14 个 GPIO 配置为用于 HMI 交互的电容触摸输入端。此外,ESP32-S3 搭载了超低功耗协处理器 (ULP),支持多种低功耗模式,广泛适用于各类低功耗应用场景。
完善的安全机制

4.ESP32-S3 为物联网设备提供了完善的安全机制和保护措施

为了防止各类恶意攻击和威胁。它支持基于 AES-XTS 算法的 Flash 加密和基于 RSA 算法的安全启动;具有数字签名和 HMAC 模块,用于保护私钥或对称密钥免受软件攻击,确保设备身份安全。ESP32-S3 还新增了一个“世界控制器 (World Controller)”模块,提供了两个互不干扰的执行环境,实现可信执行环境或权限分离机制。

5.ESP32-S3 支持的功耗模式

• Active 模式:CPU 和芯片射频处于工作状态。芯片可以接收、发射和侦听信号。
• Modem-sleep 模式:CPU 可运行,时钟频率可配置。Wi-Fi 基带和射频关闭,但 Wi-Fi 可保持连接。
• Light-sleep 模式:CPU 暂停运行。RTC 外设以及 ULP 协处理器可被定时器周期性唤醒运行。任何唤醒事
件(MAC、主机、RTC 定时器或外部中断)都会唤醒芯片。Wi-Fi 可保持连接。
• Deep-sleep 模式:CPU 和大部分外设都会掉电,只有 RTC 存储器和 RTC 外设处于工作状态。Wi-Fi 连接
数据存储在 RTC 中。ULP 协处理器可以工作。
• Hibernation 模式:内置快速 RC 振荡器时钟和 ULP 协处理器均被禁用。只有 1 个位于低速时钟上的 RTC
时钟定时器和某些 RTC GPIO 在工作。RTC 时钟定时器或 RTC GPIO 可以将芯片从 Hibernation 模式中唤
醒。


ESP32-S3不同模式下的功耗

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