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03 2020 Elektronik 31 Mikroelektronik work sowie den neuen DSP Fusion G3 für allgemeine Festund Gleitkommaanwendungen aufgenommen Man darf gespannt sein wie weit Espressif das alles im ESP32-S2 implementiert hat und mit einem neuen Repository seiner Entwicklungsumgebung ESP-IDF 4 0 unterstützt Neben weiteren Innovationen zur Sensorfusion steigert der Xtensa LX7 die üblichen Steuerungsleistungs-Benchmarks um mehr als 15 % und vereinfacht die SoC-Einbindung durch zahlreiche architektonische Verbesserungen Dazu gehört ein neuer integrierter DMA-Controller iDMA der das AMBA AXI4-Protokoll umfassender unterstützt und damit die Integration von Tensilica-Prozessoren in Anwendungsprozessoren Schnittstellen-IP und den zugehörigen komplexen Verbindungsstrukturen vereinfacht Den integrierten RAMund ROMSpeicher hat Espressif bei seinem neuen SoC erheblich verkleinert aus den 520 KByte SRAM wurden beim S2 320 KByte und aus 448 KByte ROM bleiben noch 128 KByte zum Booten und für Kern-Funktionen Allerdings wurde die Möglichkeit zur Anbindung externen Flashund SRAM-Speichers PSRAM und SPI NOR-Flash erheblich erweitert es können jetzt von beiden Speicherarten bis zu 1 GByte extern verwendet werden Laufzeitmessung oder 802 11mc Mit dem ESP32-S2 adressiert Espressif vor allem Smart-Home-Anwendungen also Produkte wie steuerbare Leuchtmittel Türschlösser Steckdosen Haushaltsund Küchengeräte aber auch Videosignalübertragungen z Beinfache Überwachungskameras Da für dieses Anwendungsfeld fast ausschließlich WiFi gebraucht wird hat Espressif beim S2 auf einen Bluetooth-Transceiver verzichtet komplexe Aufgabenstellungen im Bereich des IoTs autonom zu bewältigen Unterstützt mit einem umfangreichen Software Repository einschließlich eigenem RTOS fand der ESP32 als IC oder in Form zertifizierter Module Eingang in industrielle Anwendungen Im Januar 2018 konnte Espressif die Auslieferung seines 100 Millionsten SoCs verkünden 2 Natürlich hat Espressif längst weitere Bausteine auf seiner Roadmap doch muss taktisch klug überlegt werden welche Funktionen realisiert werden können ohne die finanziellen und technischen Ressourcen des Unternehmens über Gebühr zu strapazieren Unter dieser Prämisse ist der neue ESP32-S2 Bild 1 zu verstehen der kürzlich vorgestellt wurde und dessen technische Daten zunächst einmal wenig spektakulär klingen Nur ein Prozessorkern statt zwei kein Bluetooth mehr und eine integrierte Speicherausstattung die nur noch spartanisch zu nennen ist Dennoch lohnt sich ein genauerer Blick auf das Innenleben des neuen IoTSoCs die Innovationen sind zwar nicht Ground breaking aber pragmatisch und Espressif erweitert sein Angebot um einen vernünftigen IC mit dem Potenzial neue Anwendungen zu erschließen Der neue ESP32-S2 alias Chip 7 Augenfälligste Veränderung beim ESP32-S2 ist das mit 7 × 7 mm2 größere QFN-Gehäuse das jetzt Platz für 56 Anschlüsse bietet und immerhin 43 allgemeine Ein-Ausgänge GPI Ogegenüber 34 beim ESP32-DxWD Bild 2 Die Ein-Ausgänge sind über eine programmierbare Matrix mit den internen Funktionsbereichen verschaltet wobei manche Funktionen wie etwa UARTs Universal Asynchronous Receiver Transmitter beliebig zugeordnet werden können Andere wie z B ADU Analog Digital Umsetzer oder die Anschlüsse für Touch-Sensoren sind dagegen festgelegt Da es auch bei 56 E As weniger physikalische Anschlüsse als interne Signale gibt konkurrieren die zur Verfügung stehenden Funktionen um Hardwareanschlüsse nach außen und dies erfordert entsprechende Abwägungen bei der Anwendungsentwicklung 14 der allgemeinen Ein-Ausgänge sind beim ESP32-S2 dem neuen kapazitiven Touch-Sensor-Interface zugeordnet das störungsarme und sogar wasserfeste Berühreingaben erlaubt und für Geräte wie Kassensysteme und Kartenlesegeräte oder Systeme mit MenschMaschinen-Schnittstelle HMI Human Machine Interface vorgesehen ist Daneben gibt es zwei 12-bit-ADUs zwei 8-bit-DAUs Digital Analog Umsetzer vier SPIs Serial Peripheral Interface zwei UARTzwei I2 C-Schnittstellen Inter-Integrated Circuit und eine IR-Empfängerschnittstelle Neu ist das USB-OTG-Interface Onthego mit 12 Mbit s Zwei LCD-Controller mit 8 bit bzw bis zu 16 bit und ein Digital Video Port DVP für den Anschluss einer Kamera können alternativ zu SPIbzw I2 S-Hardware-Ressourcen InterIC Sound aktiviert werden Bild 3 Neben den mehr oder weniger frei verschaltbaren E A-Anschlüssen gibt es natürlich auch fest verschaltete Pins wie die Spannungsersorgungsund Quarz-Anschlüsse oder die JTAGSchnittstelle Der neue Prozessorkern Xtensa LX7 In vergleichbaren Mikrocontrollern sind fast ausnahmslos ARM-Prozessorarchitekturen verbaut Espressif hat dagegen von Anfang an auf TensilicaProzessorkerne gesetzt So wurde im ESP8266 der mit 160 MHz getaktete Xtensa LX106 eingesetzt und im ESP32-DxWD der Xtensa LX6 mit zwei Kernen getaktet mit maximal 240 MHz Im neuen ESP32-S2 ging Espressif wieder auf einen Prozessorkern zurück integrierte aber den neueren und etwas leistungsfähigeren LX7-Kern Damit geht natürlich die Möglichkeit echt nebenläufiger Prozesse 3 verloren aber man profitiert immerhin von den Verbesserungen des neuen Prozessors LX7 In die neue Prozessorplattform LX7 4 hat Cadence auch den aktuellen DSP Vision P6 für die Bildund CNN-Verarbeitung Convolutional Neural NetBild 1 Der ESP32-S2 wurde ursprunglich unter dem Codenamen Chip 7 gefuhrt Bild Espressif