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1. 개요
ESP8266로 유명한 에스프레시프 시스템즈(Espressif Systems/乐鑫信息科技)사에서 2016년에 출시한 마이크로컨트롤러 제품군이다. Wi-Fi와 블루투스 무선 통신 기능을 탑재한 저전력 마이크로컨트롤러로, 1개의 칩에서 와이파이+블루투스를 둘다 쓸수있다는 점이[1] 가장 특징적으로 이를 위해 ESP8266과는 다른 강력한 퍼포먼스까지 탑재되어있기 때문에 ESP8266과는 다르게 상대적으로 고성능 애플리케이션(머신비전[2], 머신러닝 등등)까지 소화 가능한 고성능 애플리케이션을 처리하기 위한 용도로 많이 쓰인다. 상당히 강력한 RISC 구조의 CPU와 메모리와 I/O 를 포함한 마이크로 컨트롤러 기능을 내장하고 있어서 단지 Wifi/BT 인터페이스용 뿐만 아니라 프로그래밍 가능한 내장제어용 마이크로컨트롤러 보드처럼 널리 쓰이고 DIY 용으로도 인기가 높지만 단가가 저렴한 만큼 ESP8266처럼 그냥 WiFi+BLE 어댑터로만 쓰는 경우도 많다.TSMC 40nm 공정을 사용하여 생산된다.
2020년 발표된 C 시리즈와 그이후 시리즈 들은 RISC-V CPU 구조를 쓰고 있지만 2016년 발표된 오리지널 S 시리즈 제품군은 원가절약을 위해 Tensilica Xtensa LX6 라는 특수한 CPU 명령어 구조를 기계어 수준에서는 호환되지 않는다. 제조사는 신규 응용개발에는 RISC-V 기반 시리즈를 권하고 있다.
ESP32 칩과 정면으로 경쟁제품이랄 수 있는 제품으로는 STMicroelectronics STM32WB 시리즈와 NXP반도체의 K32W 시리즈와 노르딕 세미컨덕터 블루투스 컨트롤러 시리즈들이 있다. 이들은 모두 ARM 의 M 시리즈 CPU 구조를 쓰고 있다.
2. 사양
본 문단에 기술된 사양은 제일 기본적인 ESP32 기준이다.2016년 9월 ESP32가 발표된 이래로 다양한 바리에이션이 출시되었고 각 칩셋마다 스펙에 변경점이 존재한다. 자세한 비교는 공식 홈페이지의 전체 SoC 제품군 목록이나 sekcompsci/Comparison Espressif ESP MCUs.md를 참고할 것.
- 프로세서 및 메모리
- Xtensa® single-/dual-core 32-bit LX6 microprocessor(s)
- 448 KB ROM
- 520 KB SRAM
- 16 KB SRAM in RTC
- QSPI supports multiple flash/SRAM chips
- 무선 통신
- Wi-Fi : 802.11b/g/n (2.4 GHz)
- 블루투스 : v4.2 BR/EDR 및 Bluetooth LE
- 주변 인터페이스
- 34 × programmable GPIOs
- 5 strapping GPIOs
- 6 input-only GPIOs
- 6 GPIOs needed for in-package flash/PSRAM (ESP32-D0WDR2-V3, ESP32-U4WDH)
- 12-bit SAR ADC up to 18 channels
- 2 × 8-bit DAC
- 10 × touch sensors
- 4 × SPI
- 2 × I2S
- 2 × I2C
- 3 × UART
- 1 host (SD/eMMC/SDIO)
- 1 slave (SDIO/SPI)
- Ethernet MAC interface with dedicated DMA and IEEE 1588 support
- TWAI®, compatible with ISO 11898-1 (CAN Specification 2.0)
- RMT (TX/RX)
- Motor PWM
- LED PWM up to 16 channels
3. 제품군
3.1. ESP32
32-bit MCU & 2.4 GHz Wi-Fi & Bluetooth/Bluetooth LE
2016년 9월 처음으로 공개된 마이크로프로세서이다.ESP32 데이터시트
3.2. ESP32-S2
32-bit MCU & 2.4 GHz Wi-Fi
2019년 9월에 공개되었다.ESP32-S2 데이터시트
3.3. ESP32-C3
32-bit RISC-V MCU & 2.4 GHz Wi-Fi & Bluetooth 5 (LE)
2020년 11월에 공개되었다. ESP32-C3과 ESP8685 두 가지 버전으로 출시되었다.ESP32-C3 데이터시트
ESP8685 데이터시트
3.4. ESP32-S3
32-bit MCU & 2.4 GHz Wi-Fi & Bluetooth 5 (LE)
2020년 12월에 공개되었다.ESP32-S3 데이터시트
3.5. ESP32-C6
32-bit RISC-V MCU & 2.4 GHz Wi-Fi 6 & Bluetooth 5 (LE) & IEEE 802.15.4
2021년 4월에 공개되었다.ESP32-C6 데이터시트
3.6. ESP32-C2
32-bit RISC-V MCU & 2.4 GHz Wi-Fi & Bluetooth 5 (LE)
2022년 1월에 공개되었으며, ESP8684라는 이름으로 출시되었다.ESP8684 데이터시트
3.7. ESP32-H2
32-bit RISC-V MCU & Bluetooth 5 (LE) & IEEE 802.15.4
ESP32-H2 데이터시트WiFi 지원이 제거된 대신에 Zigbee/쓰레드 지원이 추가된 PAN 통신류에 최적화된 칩.
3.8. ESP32-C5
2022년 6월에 공개되었으며, ESP32-C6의 후속 제품으로 Wi-Fi 6 (802.11ax)을 지원이 강화되었다.Introducing ESP32-C5: Espressif’s first Dual-Band Wi-Fi 6 MCU
3.9. ESP32-P4
2023년 1월에 공개되었으며, 많은 IO 연결과 보안 기능이 강화된 MCU이다.Espressif Reveals ESP32-P4: A High-Performance MCU with Numerous IO-Connectivity and Security Features
Embedded World 2024 발표가 예정되어 있다.
2024년 4월 9일-11일, 장소는 Hall 3A, Booth 419 | Nuremberg, Germany이다.
github에 공개된 esp-idf 개발도구를 통해 몇가지 하드웨어적으로 알려진 사실이 있다.
그 부분은 출시전까지 다양한 작성자들을 통해 작성하기로 하며, 출시 이후에는 모든 내용이 사라질 것이다.
첫째, ESP32-S3는 최대 16비트의 databus를 지원하기 때문에, RGB16 interface LCD와 16비트 병렬 카메라 모듈까지 지원가능했으나, ESP32-P4는 24비트 RGB interface도 지원할 것으로 확인된다.
4. 관련 문서
[1]
정말 특이한 점으로 비슷한 주파수 대역을 쓴다고 해도 둘의 디바이스 스택이 다른 만큼 이를 위한 공간이 너무 커져 선호되지 않는다. 그런데 ESP32는 SRAM을 미친듯이 확보해 이 스택을 다 구동이 가능한 용량을 확보하고 QSPI 메모리에 이를 위한 코드를 다 올릴수 있도록 충분한 용량을 확보가능하게 설계해 매우 여유로운 모습을 보여준다. 단 아래에 나온 다이어그램처럼 2.4Ghz RF 프론트엔드를 양쪽이 공유하기 때문에 스마트폰처럼 이 둘을 동시에 사용하는건 불가능하다.
[2]
실제로 이를 위한
공식 드라이버 지원과 테스트용 보드(ESP32-CAM)까지 있다.