射频性(xìng)能(néng)拉滿，成本(běn)卻降，乐鑫 ESP32-C2 量(liàng)産
射频性(xìng)能(néng)拉滿，成本(běn)卻降，乐鑫 ESP32-C2 量(liàng)産
在(zài)全(quán)球半導體(tǐ)産能(néng)緊缺的(de)大(dà)背景下(xià)，乐鑫科技 (688018.SH) 作(zuò)为(wèi)芯片(piàn)設計(jì)公(gōng)司，在(zài)盡力争取(qǔ)産能(néng)的(de)同(tóng)时(shí)不(bù)断進(jìn)化産品設計(jì)，讓同(tóng)等數量(liàng)的(de)晶圆(yuán)能(néng)夠産出(chū)更多(duō)芯片(piàn)。
乐鑫 ESP32-C2 是(shì)一款全(quán)新(xīn)推出(chū)的(de)集成 Wi-Fi 4 和(hé) Bluetooth 5 (LE) 技術(shù)的(de)物(wù)聯网芯片(piàn)。該芯片(piàn)在(zài) 2021 年(nián)全(quán)球半導體(tǐ)大(dà)緊缺时(shí)立項，今天(tiān)它(tā)終(zhōng)于(yú)從一个(gè)想(xiǎng)法(fǎ)到(dào)實(shí)現(xiàn)量(liàng)産。这(zhè)款芯片(piàn)最重(zhòng)要(yào)的(de)一个(gè)目标(biāo)就(jiù)是(shì)盡可(kě)能(néng)地(dì)減少(shǎo)对(duì)晶圆(yuán)面(miàn)積的(de)占用(yòng)，以(yǐ)及(jí)減少(shǎo)对(duì) flash 容量(liàng)的(de)需求。簡而(ér)言之(zhī)，該芯片(piàn)針(zhēn)对(duì)高容量(liàng)、低(dī)數據(jù)速率的(de)簡單物(wù)聯网應(yìng)用(yòng)設計(jì)，如(rú)智能(néng)插座、智能(néng)照明(míng)等。
ESP32-C2 采用(yòng) 4mm x 4mm QFN 封裝(zhuāng)，内置 272 KB SRAM，優化了 ROM 代(dài)碼設計(jì)，可(kě)減少(shǎo)对(duì) flash 容量(liàng)的(de)需求。ESP32-C2 沿用(yòng)乐鑫成熟的(de)物(wù)聯网開(kāi)發(fà)框架 ESP-IDF，並(bìng)且(qiě)支持 ESP-Jumpstart 和(hé) ESP RainMaker® 等應(yìng)用(yòng)平台(tái)。ESP-IDF 搭载實(shí)时(shí)操作(zuò)系(xì)統，支持全(quán)線(xiàn) ESP32 系(xì)列物(wù)聯网芯片(piàn)的(de)開(kāi)發(fà)。ESP-IDF 目前(qián)由(yóu)乐鑫和(hé)開(kāi)發(fà)者(zhě)社區(qū)共(gòng)同(tóng)維護，廣泛應(yìng)用(yòng)在(zài)遍(biàn)布(bù)全(quán)球的(de)數亿(yì)颗(kē)乐鑫芯片(piàn)之(zhī)上(shàng)。
值得一提(tí)的(de)是(shì)，ESP32-C2 使用(yòng)的(de) Wi-Fi 4 和(hé) Bluetooth 5 (LE) 技術(shù)，以(yǐ)及(jí)内置的(de)基于(yú) RISC-V 指令集開(kāi)發(fà)的(de) 32 位(wèi) MCU (120 MHz) 都来(lái)自(zì)于(yú)乐鑫自(zì)研，由(yóu)此(cǐ)可(kě)节(jié)省(shěng) IP 授權費用(yòng)，進(jìn)一步降低(dī)成本(běn)。
如(rú)果(guǒ)您希望为(wèi)設備添加簡單又穩定(dìng)的(de)無線(xiàn)連(lián)接功能(néng)，那(nà)麼(me)这(zhè)颗(kē)小尺(chǐ)寸、低(dī)成本(běn)的(de) ESP32-C2 芯片(piàn)就(jiù)非(fēi)常合适。選擇乐鑫，一定(dìng)不(bù)会(huì)错。
达(dá)到(dào)邊(biān)界的(de)射频性(xìng)能(néng)
小身(shēn)材，大(dà)性(xìng)能(néng)。在(zài) ESP32-C2 的(de)研發(fà)过(guò)程中，通(tòng)过(guò)減小芯片(piàn)面(miàn)積以(yǐ)及(jí)縮小封裝(zhuāng)尺(chǐ)寸，我(wǒ)们(men)發(fà)現(xiàn)了另(lìng)一个(gè)意(yì)想(xiǎng)不(bù)到(dào)的(de)優點(diǎn)：由(yóu)于(yú)雜散(sàn)和(hé)寄生的(de)減少(shǎo)，芯片(piàn)的(de)射频性(xìng)能(néng)得到(dào)了進(jìn)一步提(tí)升(shēng)。
ESP32-C2 在(zài) “802.11n, MC7 (72.2 Mbps)” 模式下(xià)，當輸出(chū)功率达(dá)到(dào) 18 dBm 时(shí)，依然能(néng)保持良好(hǎo)的(de) EVM 性(xìng)能(néng) (<-30 dB) 。而(ér)且(qiě)在(zài) 802.11b/g/n 其(qí)他(tā)多(duō)種(zhǒng)數據(jù)速率模式下(xià)，輸出(chū)功率可(kě)达(dá)到(dào)或(huò)超过(guò) 20 dBm。在(zài) “802.11b, 1 Mbps” 模式下(xià)，典型的(de)接收(shōu)靈敏度(dù)在(zài) -97 到(dào) -100 dBm 之(zhī)間(jiān)，接收(shōu)電(diàn)流僅为(wèi) 58 mA。
路由(yóu)器的(de)传輸性(xìng)能(néng)通(tòng)常会(huì)比客戶端設備更好(hǎo)。然而(ér)，通(tòng)过(guò) ESP32-C2，客戶端設備可(kě)以(yǐ)拥有(yǒu)和(hé)路由(yóu)器一樣(yàng)出(chū)色(sè)的(de)輸出(chū)功率（不(bù)包(bāo)括多(duō)天(tiān)線(xiàn)路由(yóu)器)。市(shì)场(chǎng)上(shàng)大(dà)多(duō)數客戶端設備只(zhī)有(yǒu)在(zài)低(dī)數據(jù)率模式下(xià)才能(néng)达(dá)到(dào) 20 dBm 的(de)輸出(chū)功率，但 ESP32-C2 在(zài)部(bù)分(fēn)高數據(jù)率模式下(xià)也能(néng)达(dá)到(dào) 20 dBm。因(yīn)此(cǐ)，當用(yòng)戶拥有(yǒu)很多(duō)設備的(de)时(shí)候，選用(yòng) ESP32-C2 可(kě)以(yǐ)減少(shǎo)數據(jù)传輸时(shí)間(jiān)並(bìng)同(tóng)步提(tí)高整體(tǐ)的(de)信(xìn)号(hào)質(zhì)量(liàng)。
設備可(kě)連(lián)接的(de)最遠(yuǎn)距離是(shì)由(yóu)設備可(kě)传輸的(de)最大(dà)功率和(hé)接收(shōu)靈敏度(dù)决定(dìng)的(de)，或(huò)者(zhě)是(shì)由(yóu)允許传輸的(de)最低(dī)數據(jù)速率决定(dìng)的(de)。这(zhè)也就(jiù)是(shì)说(shuō)，在(zài) “802.11b, 1 Mbps” 模式下(xià)达(dá)到(dào) 20 dBm 的(de)輸出(chū)功率，同(tóng)时(shí)具有(yǒu)极(jí)好(hǎo)的(de)接收(shōu)靈敏度(dù)，就(jiù)可(kě)以(yǐ)實(shí)現(xiàn)最遠(yuǎn)距離 (通(tòng)常情(qíng)況下(xià)，为(wèi)了滿足 FCC 的(de)認證要(yào)求会(huì)保留一些(xiē)邊(biān)界，比如(rú)达(dá)到(dào) 19.5 dBm 或(huò)再低(dī)些(xiē))。如(rú)果(guǒ)您的(de)應(yìng)用(yòng)需求是(shì)追求最大(dà)化的(de)物(wù)理距離，可(kě)以(yǐ)檢查您選用(yòng)的(de)芯片(piàn)在(zài) “802.11b, 1 Mbps” 模式下(xià)的(de)接收(shōu)靈敏度(dù)和(hé)传輸功率，ESP32-C2 已达(dá)到(dào)可(kě)允許的(de)最大(dà)邊(biān)界。
除了物(wù)理距離之(zhī)外(wài)，如(rú)果(guǒ)您的(de)目标(biāo)是(shì)開(kāi)發(fà)音(yīn)频相關(guān)的(de)應(yìng)用(yòng)，更大(dà)的(de)带(dài)宽(kuān)也会(huì)有(yǒu)很大(dà)幫助。
ESP32-C3 &ESP32-C2 可(kě)用(yòng)于(yú)編程的(de)GPIO不(bù)同(tóng),内置SRAM不(bù)同(tóng)
ESP32-C3 具有(yǒu) 22 个(gè)可(kě)編程 GPIO 管(guǎn)腳(jiǎo)、内置 400 KB SRAM，支持通(tòng)过(guò) SPI、Dual SPI、Quad SPI 和(hé) QPI 接口(kǒu)外(wài)接多(duō)个(gè) flash
ESP32-C2具有(yǒu) 14 个(gè)可(kě)編程 GPIO 管(guǎn)腳(jiǎo)，内置 272 KB SRAM (16 KB 專用(yòng)于(yú) cache) 和(hé) 576 KB ROM,支持 SPI、UART、I2C、GDMA 和(hé) PWM
ESP32-C3 &ESP32-C2 芯片(piàn)封裝(zhuāng)不(bù)同(tóng)
ESP32-C3 芯片(piàn)封裝(zhuāng)QFN32 5*5
ESP32-C2 芯片(piàn)封裝(zhuāng)QFN40 55 以(yǐ)及(jí) QFN24 44
從封裝(zhuāng)可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū)，两(liǎng)颗(kē)芯片(piàn)都支持带(dài) flash 版本(běn)，也支持用(yòng)戶自(zì)行外(wài)接 flash
Matter 标(biāo)準
智能(néng)家(jiā)居(jū)互聯标(biāo)準 Matter 可(kě)應(yìng)用(yòng)于(yú)任何支持 IP 的(de)网絡棧。在(zài)即将發(fà)布(bù)的(de)第(dì)一版 Matter 标(biāo)準中，它(tā)将支持 Wi-Fi、Thread 和(hé)以(yǐ)太网協議。
以(yǐ)下(xià)是(shì) Matter 运行在(zài) Wi-Fi 和(hé) Thread 協議棧上(shàng)的(de)優劣势比較：
Matter over Wi-Fi
優势
- 低(dī)延遲，高吞吐量(liàng)
- Wi-Fi 路由(yóu)器普及(jí)率非(fēi)常高
劣势
- 耗電(diàn)量(liàng)大(dà)，電(diàn)池供電(diàn)難以(yǐ)支撐
- 在(zài)沒(méi)有(yǒu)附加 mesh 協議的(de)情(qíng)況下(xià)，网絡的(de)規模受到(dào)限制，只(zhī)能(néng)有(yǒu)一级連(lián)接
Matter over Thread
優势
- 低(dī)功耗，支持電(diàn)池供電(diàn)
- 支持大(dà)規模 mesh 組网（一个(gè)网絡可(kě)容納約 250 个(gè)設備）
劣势
- 低(dī)吞吐量(liàng)，高延遲
- 需要(yào)一个(gè)邊(biān)界路由(yóu)器来(lái)接入(rù) IP 网絡，目前(qián)還(huán)未完全(quán)普及(jí)
當下(xià)，Wi-Fi 的(de)普及(jí)率已經(jīng)相當高，因(yīn)此(cǐ)将普通(tòng)的(de) Wi-Fi 設備遷移到(dào) Matter Wi-Fi 标(biāo)準，可(kě)以(yǐ)推動(dòng) Matter 标(biāo)準的(de)迅速普及(jí)。ESP32-C2 作(zuò)为(wèi)一款支持 Matter 标(biāo)準的(de)低(dī)成本(běn) Wi-Fi 芯片(piàn)，对(duì)于(yú) Matter 标(biāo)準的(de)推廣普及(jí)具有(yǒu)重(zhòng)要(yào)意(yì)義。
芯片(piàn)選型
ESP32-C2 系(xì)列芯片(piàn)包(bāo)含多(duō)款变型，可(kě)支持客戶構建最具成本(běn)效益的(de)物(wù)聯网方(fāng)案(àn)。歡迎聯系(xì)乐鑫的(de)客戶支持团(tuán)队申領樣(yàng)品。
