Desberdintasunak ulertzea ESP32 eta ESP32-S3 azterketa teknikoa eta errendimendua
2024-05-09 21902

Gauzen Interneteko arloan azkar garatzen den eremuan, mikrokontroladoreak aukeratzeak proiektuaren arrakasta zehazten du.ESP32 eta ESP32-S3 garapen-batzordeak merkatuan dauden bi mikrokontrolagailu ordezkari dira.Ezagutzen dira prozesatzeko ahalmen indartsua eta sare askotariko gaitasunak, IOT aplikazio desberdinen beharrak asetzeko diseinatuak.Artikulu honen xedea da zehaztapen teknikoetan, prozesadorearen arkitekturan eta bi garapen-taula horien errendimenduaren konparazioan, baita aplikazio praktikoetan ezberdintasunak eta abantailak ere.Esp32 eta ESP32-S3-ren funtsezko ezaugarri teknikoak zehatz-mehatz alderatuz, hobeto ulertu ditzakete dagozkien abantaila teknikoak eta eszenatoki aplikagarriak eta garapenerako taula egokia aukeratzeko erreferentzia eskainiz.

ESP32 S3 Garapen Batzordeak Errendimendu handiko Kore Dual-Core XtENSA LX7 mikrokontrolagailua erabiltzen du 240mhz-en.Abiadura altu honek prozesatzeko azkar eta prozesatzeko atzerapenak ezabatzen ditu programak konpilatzeko eta kargatzeko, horrela garatzaileen produktibitatea handituz.Kontseilua erabiltzen ari zaren bitartean, garatzaileek nabaritu zuten programa hasieratik leunki eta modu eraginkorrean.

Kontseiluak 512 KB barneko sram ditu, programa konplexuak kudeatzeko eta aldi baterako datuak kudeatzeko nahikoa da memoria gainezka egiteko arriskurik gabe.2,4 GHz Wi-Fi eta Bluetooth 5 (Le) teknologia eskaintzen ditu eta 802.11 B / G / N sareekin bateragarria da, Internetera eta bestelako gailuekin konektatzeko gaitasuna hobetuz.Konexio horiek egonkorrak ez ezik, datuen transferentzia eraginkorra eta gailuaren elkarreragingarritasuna onartzen dituzte.

Biltegiratze beharrak asetzeko, ESP32 S3-k abiadura handiko spi flash eta PSRAMen zortzi kanal onartzen ditu, datuen tratamendu azkarra erraztuz eta datuen iragarkia behar duten aplikazioetarako egokia da.Gainera, 45 GPIO PIN programatu ditu, aldakortasuna eskaintzen du, bai sentsore eta periferiko ugari konektatzeko, bai etxeko bai industriarako.

2016an abian jarri zen, ESP32 Garapen Batzordeak Tensilica XSSA LX6 mikroarkitecture erabiltzen du eta iOT aplikazioetarako optimizatuta dago.Multiataza egiteko gai den oinarrizko prozesadorea du, eta, beraz, eraginkortasuna handituz.Erabiltzaileek datuen bilketa eta sareko komunikazioak aldi berean egiten dituzten zereginak egiteko gai izateagatik, sistemaren erantzunarekiko erantzunik gabe.

Bluetooth eta Wi-Fi batzordearen laguntzarekin funtzionamendu fidagarria bermatzen du haririk gabeko baldintzetan.Hori bereziki garrantzitsua da epe luzera funtzionamendu egonkorra mantendu behar duten iOT gailuetarako.Erabiltzaileek askotan ohartzen dira gailuak konexio egonkorra mantentzen duela haririk gabeko trafiko astuna duten eremuetan, epe luzerako erabilera iraunkorrerako egokitasuna azpimarratuz.

ESP32 serieak punta-puntako prozesadorearen arkitektura du TENSILICA XTENSA LX6 eta LX7 mikroprozesadoreekin.Prozesadore hauek nukleo bikoitz edo oinarrizko bakarrarekin egin dezakete aplikazioaren beharren arabera, garatzaileek sistemaren errendimendua eta energia erabiltzea pertsonalizatzeko aukera emanez.Informatika gaitasun indartsuak behar dituzten aplikazioetarako, nukleoaren aukera egokia da eta prozesatzeko gaitasunak modu eraginkorrean hobetu ditzake.Bestalde, oinarrizko konfigurazioak hobeto egokitzen dira energia-eraginkortasun handiagoa izateak etekina ateratzen duten zereginetarako, errendimenduaren eta energia kontsumoaren arteko oreka eskainiz.

ESP32-k bi potentzia ultra-baxua (ULP) koprozesadoreak eskaintzen ditu: Ulp-Risc-V eta Ulp-FSM, biak energia kontsumoa murrizteko diseinatuta, zeregin espezializatuak egiten dituzten bitartean.

Ulp-Risc-V koprozesadorea: koprozesadore hau atzeko planoko zeregin errazak eta jarraiak egiteko diseinatuta dago, hala nola, urratsak zenbatzeko edo ingurumenaren jarraipena egiteko.Prozesadore nagusia lo sakon moduan sartzeko aukera ematen du, eta ondorioz, energia aurrezki garrantzitsuak izan da.Adibidez, ULP-RISC-V aldietan, autonomia-jarraipen egiteko zereginak modu autonomoan kudeatu ditzake, hala nola, osasun-metrikoaren jarraipena egiteko, eta horrek prozesadore nagusiaren lan-karga murrizten laguntzen du eta energia-eraginkortasuna hobetzen du.RV32IMC instrukzio multzoa onartzen du eta helburu orokorreko 32 erregistro ditu ekipatuta. Datu eragiketa txikien kudeaketa eraginkorra da.

Ulp-FSM Coprocessor: Ulp-Risc-V ez bezala, Ulp-FSM koprozesadorea estatuan oinarritutako zereginetarako egokituta dago, batez ere denbora errealeko sentsoreen datuak kontrolatu eta prozesatzeko.Estatuko makina finkoko logika erabiltzen du energia modu eraginkorragoan erabiltzeko, etengabeko jarraipena behar duten aplikazioen kontsumo minimoarekin.Adibidez, etxeko sistema adimendunetan, ULP-FSM etengabe aldatzen da ingurumenean aldaketak, esaterako, tenperatura edo argi maila, energia-kontsumoa nabarmen handitu gabe.

ESP32 XTENSA LX6 prozesadoreak elikatzen du eta 32 biteko sistema bikoitz edo core bakarreko sistema gisa konfiguratu daiteke.Ezaguna da bere fidagarritasunagatik eta eraginkortasunagatik, LX6 iOT aplikazio estandarretan nabarmentzen da, hala nola ingurumenaren jarraipena eta etxeko kontrol adimenduna, zeregin horiek latentzia arduragabekeriarekin burutuz.

Konparatuz, ESP32-S3-k 32 biteko LX7-ko 32 biteko LX7 prozesadore aurreratuagoa du, errendimendu gaitasun hobeak eskaintzen dituena.LX7 prozesadorea oso eraginkorra da erantzun azkarra eskatzen duten ingurune zorrotzetan, hala nola, denbora errealeko audio eta bideo bidezko prozesamendua edo joko interaktiboak.Zeregin konplexuak eta aldibereko eragiketak kudeatzeko aparteko gaitasuna aproposa da amaierako aplikazioetarako, irudien tratamendu aurreratua eta datuen azterketa konplexuak barne.

ESP32-S3-k 512 KB ditu Sram, hau da, ESP32ko 520 KB baino zertxobait txikiagoa da.Desberdintasunak txikiak diren arren, Esp32-S3-ren memoriaren kudeaketan hobekuntzak ESP32 errendimenduan bat etor dadin onartzen du.Erabiltzaileek normalean ez dute atzerapenik nabarmena, eta funtzionamendua leuna izaten jarraitzen du, nahiz eta erabilera baldintzetan.

Bi prozesadoreen prozesatzeko ahalmena Coremarken erreferentzia erabiliz neurtzen da, karga azpian dagoen gailuaren errendimendua ebaluatzen duena.Erreferentziako probek erakusten dute ESP32-S3-k ESP32 baino hobeto funtzionatzen duela nukleo anitzeko ezarpenetan.Errendimenduaren hobekuntza hau neurri handi batean LX7 prozesatzeko bide eraginkorragoak eta instrukzio multzo optimizatuak dira, eta horrek elkarrekin karga handiko informatika zereginak kudeatzeko duen gaitasuna hobetzen du.Adibidez, garatzaileek irudi aurreratuetan prozesatzen edo algoritmo konplexuak lantzen ari direnean, ESP32-S3-ren abantailak agerian geratzen dira, prozesaketa azkarra ahalbidetuz eta zereginak osatzeko denbora murriztua ahalbidetuz.

ESP32 eta ESP32-S3-k Bluetooth teknologiaren bertsioetan eta errendimenduan aurrerapenak erakusten dituzte.ESP32 Bluetooth 4.2-rekin dator, potentzia baxuko Bluetooth konektibitatearen eta datuen transferentzia eraginkorrerako plataforma indartsua eskainiz.Bertsio hau eraginkorra da eguneroko zereginetarako eta energia eraginkortasunerako optimizatuta, iOT gailuak etengabe exekutatzeko egokia.

Aitzitik, ESP32-S3-k Bluetooth 5.0 teknologia du eta horrek hobekuntza garrantzitsuak eskaintzen ditu bere aurrekoaren gainean.Bluetooth 5.0-k gehienezko transmisio-tartea 240 metrotara, lau aldiz 4.2 eta Datuen transmisioaren abiadura 2 Mbps-ra igotzen ditu.ESP32 erabiltzerakoan, erabiltzaileek transmisio fidagarria eta energia-eraginkorra izan dezakete, iOT etengabeko eragiketetarako aproposa.ESP32-S3ra bertsio berrituz, erabiltzaileek transmisio distantzia nabarmenak eta abiadura azkarragoak izango dituzte, komunikazio egonkorrak mantenduz oztopo fisikoak dituzten edo hedapen-eremuetan ere.

ESP32-S3-ren Bluetooth 5.0 teknologiak transmisio-tartea eta abiadura ez ezik, mezuak emititzeko gaitasunak ere hobetzen ditu.Hobekuntza horiek iOT gailuen sare zabalagoak eta konplexuagoak onartzen dituzte, datu komunikazio eraginkorragoak erraztuz.Mundu errealeko eszenatokietan, hala nola, etxeko sistemen smart sistemetan, ESP32-S3-k gailuaren konexio sendoagoak onartzen ditu, maiz gailuaren parekatze edo berriro konektatzeko beharra murriztuz.

Bluetooth 5.0-ren gaitasunak bereziki erabilgarriak dira IOT aplikazioetan, etxebizitza adimendunetatik osasun-kontrol sistemetara hiri azpiegituren kudeaketara.Barruti luzea eta potentzia baxuko kontsumoak gailuak modu fidagarriagoetan komunikatzea ahalbidetzen du eta gutxiagotan kargatzen da, etenik gabeko funtzionamendua bermatuz.Adibidez, hiri ingurumenaren jarraipenean, ESP32-S3-k modu fidagarrian transmititzen du sentsore eta sistema zentralen artean, ingurumen gainbegiratze koherente eta egonkorra sustatzen duena.

2,4 GHz 802.11 B / G / N Wi-Fi konektibitatea eskaintzen du, ESP32-k haririk gabeko sareen beharrak eta bulego txikiak kudeatzen ditu.Horrek mezu elektronikoak bidaltzea, Interneten nabigatzen eta datu trukaketa sinplea barne hartzen ditu.Erabiltzaileek, oro har, erraz eta azkar konfiguratzen dute eta gailuak sare honetara konektatzeko.Wi-Fi-k estaldura zabala eta egonkortasun handia du, gailu anitzen erabilera aldibereko erabilera onartzen du errendimendu degradaziorik gabe eta lineako jarduerak leunak eta etenik gabekoak bermatzen ditu.

ESP32-S3-k HT20 / 40 Wi-Fi arau aurreratuak onartzen ditu, eta horrek 2,4 GHz maiztasun ematen ditu, baina gehienezko datuak transferitzeko tasa 150 Mbps-ra ere handitzen du.Hobekuntza honek ESP32-S3 aproposa bihurtzen du sareko beharrizan intentsiboagoetarako, esaterako, Streaming HD bideoa edo fitxategi handiak transferitzeko azkar kudeatzea.

ESP32-S3-ren banda zabalera eta abiadura handitzea nabari da sarea erabilera handian dagoenean.Adibidez, HD bideoa erreproduzitzen denean edo fitxategi handiak transferitzean, gailuak modu eraginkorrean kudeatu ditzake zeregin horiek buffer minimoarekin.Gaitasun hau eskerga frogatu da etxeko ingurune adimendunetan, non segurtasun kamerak, telebista adimendunak eta argiztapen sistemak aldi berean funtzionatzen duten gailu ugarik eta denbora errealeko konektibitate etengabea eskatzen dute.

Gainera, ESP32-S3-k Wi-Fi indar hobeak konexio fidagarriak bermatzen ditu ingurune handiagoetan, hala nola bulego espazio zabaletan edo industria-aplikazioetan.Konexio egonkorra mantendu dezake distantzia handiagoetan eta hormen halako oztopo fisiko ugaritan zehar.Fidagarritasun horrek sarearen gaineko datuak transferitu eta etenik gabekoak lortzen laguntzen du gailuaren dentsitatea altua edo gailuak maiz eskatzen duten sareko sarbidea.

ESP32 interfaze aukera ugari eskaintzen ditu, aplikazio askotara egokiro bihurtuz.34 GPIO (xede orokorreko sarrera / irteera) pin ditu, bi UART (unibertsala hargailuen igorle asinkroniko unibertsala) eta bi spi (serieko perturio-interfaze) portuak.Konfigurazio hau hainbat sentsore edo gailu konektatzea dakarren proiektuetarako aproposa da.Erabilera praktikoan, erabiltzaileei zereginak erraz kudeatzeko aukera ematen diete konfigurazio konplexuetan, hala nola etxeko automatizazio sistemetan edo industria-kontrol txikiak.Interfaze horiek osagai anitzen integrazioa eta funtzionamendu leuna errazten dituzte, horrela, funtzionaltasuna ingurune desberdinetan hobetzea errazten dute.

Adibidez, ESP32ko GPIO pinak eraikitzerakoan, aldi berean, Sentsorei GPIO pinak (gasak hautematea, tenperatura eta hezetasuna) aldi berean konektatu daitezke, eta UART portuak denbora errealeko datuak transferitzeko eta prozesatzeko beste kontrol modulu edo ordenagailuekin prozesatzeko errazten du.

GPIO pin gutxiago izan arren (26 guztira) eta UART eta SPI portu mugatua izan arren, ESP32-rekin alderatuta, ESP32-S3-k hobekuntza periferiko bikainekin konpentsatzen du.Nabarmentzekoa, bihurgailu analogiko-digitala (ADC) aurreratuena da, seinaleen prozesamendu analogiko zehatza behar duten aplikazioetan nabarmen hobetzen duena.Hori bereziki onuragarria da audio prozesamendua edo ingurumenaren jarraipen konplexua bezalako zereginetarako, non seinaleen bihurketa zehaztasunak irteeraren kalitatea hobetzen duen.

Adibidez, kalitate handiko audio prozesatzeko proiektuetan, ESP32-S3-ren ADC sofistikatuak audio seinale eta tratamendu gaitasun zehatzagoak eskaintzen ditu.Horrek ekipamendu estandarrak baino soinu irteera argiagoa eta zehatzagoa da.Hori dela eta, ESP32-S3 zehaztasun handiko zereginen exekuzioa behar duten eszenatokietarako aproposa da, hala nola audio sistema profesionalak, doitasun neurketa ekipamenduak edo doitasun zientifikoko tresnak.

ESP32-rekin alderatuta, ESP32-S3-k hobekuntza garrantzitsuak ditu haririk gabeko komunikazioan, batez ere 5.0 Bluetooth integratzea.Bluetooth-en bertsio berri honek komunikazio-barruti zabalagoa eskaintzen du eta datuen transferentzia tasa bikoiztu du ESP32ko Bluetooth 4.2-rekin alderatuta, aldi berean hainbat konexio kudeatzeko gaitasuna hobetzen duen bitartean.Ezaugarri hauek GAZPEA Gaieneko sare anitz bat modu eraginkorrean kudeatzeko, esaterako, etxeko konfigurazio adimendun batean, non hainbat gailurekin konexio egonkorrak eta azkarrak bermatzen dituena, hala nola argiak, sentsoreak eta kamerak, etxeko inguruko hainbat lekutan banatuta.Erabiltzaileek hobekuntza nabarmenak nabaritu zituzten erantzun-denborak eta ia berehalako datuen eguneratzeetan, sistemaren esperientzia orokorra leunagoa dela eta.

Wi-Fi-ri dagokionez, ESP32-S3-k HT20 / 40 araua onartzen du, 2,4 GHz bandaren gaineko 150 Mbps arte.Ezaugarri hau funtsezkoa da datuen transferentzia azkarra eta datuen tratamendu handia eskatzen duten aplikazioetarako, hala nola, definizio handiko bideoa streaming bidez edo fitxategi handiak modu eraginkorrean transferitzea.

Esp32-S3-k Esp32 baino GPIO pin gutxiago eskaintzen dituen arren, ezaugarri periferiko aurreratuekin konpentsatzen du.Berritze aipagarria da bere bihurgailu analogikoa (ADC), orain zehaztasun handiagoa eta datuen tratamendu abiadura azkarragoak eskaintzen dituena.Hobekuntza honek ESP32-S3 bereziki baliotsua da neurri zehatzak eta erantzun azkarren denborak behar dituzten aplikazioetan, hala nola ingurumenaren jarraipen sistemak edo audio prozesatzeko zeregin konplexuak.

Adibidez, AUDIO proiektuetan, ESP32-S3-ren ADC bertsio berrituak fideltasun handiagoa duten soinu seinaleak harrapatu eta prozesatu ditzake, eta ondorioz, audio irteera argiagoa eta zehatzagoa izan da, eta, horrela, erabiltzailearen entzuteko esperientzia hobetuz.

Segurtasuna ESP32-S3 nabarmen hobetu den beste arlo bat da.Sinadura digitalak onartzen ditu eta AES-XTS-k flash memoriarako enkriptatzea erabiltzen du, datuen murrizketa eta baimenik gabeko sarbidea ekiditeko.Segurtasun hobekuntza horiek funtsezkoak dira segurtasun eskakizun zorrotzak dituzten aplikazioetarako, hala nola, ordainketa prozesatzeko sistemak edo datu pertsonal sentikorrak kudeatzen dituzten etxeko gailu adimendunak.Segurtasun neurri hauek, ESP32-S3-k zuzentzen duen ordainketa sistema oso segurua dela ziurtatzen du, baimenik gabeko sarbidea eta datuen ihesa ekiditea, horrela, erabiltzaileen eta zerbitzu hornitzaileen konfiantza eta segurtasuna hobetzea.

ESP32 da bere errendimendu eta aldakortasun indartsua dela eta, batez ere, 2,4 GHz eta 5 GHz bandetan banda bikoitza onartzen baitu.Ezaugarri hau sareko konexio azkarrak eta fidagarriak behar dituzten aplikazioetarako egokia da, hala nola bideo streaming edo datu-bolumen handiak kudeatzea.Bere Bluetooth 4.2 teknologia ESP32-S3-ren Bluetooth 5.0 bezain aurreratua ez den arren, oraindik Bluetooth aplikazio tradizionalen eskakizunak betetzen ditu.

Wi-Fi banda bikoitza oso eraginkorra da Wi-Fi pilaketarako joera duten inguruneetan, edo eszenatokietan, gailuak maiz datuen trukea (adibidez, etxeko sistema adimendunak edo negozio automatizazioak).5 GHz taldea aukeratzea bereziki abantaila da ezarpen horietan interferentziak murrizten dituelako eta datuen transferentzia gaitasun azkarragoak eskaintzen dituelako.Adibidez, negozio-ingurune batean, 5 GHz bandak erabilita, nabarmen handitu dezake datuen tratamendu abiadura eta sareko erantzukizuna, horrela, sistemaren eraginkortasuna eta fidagarritasuna handituz.

Aitzitik, ESP32-S3 elektrizitate-kontsumo baxua eta Bluetooth funtzionalitate aurreratua azpimarratzen duten aplikazioetarako egokituta dago.Wi-Fi gaitasunak 2,4 GHz bandera mugatuta daude, eta hori nahikoa da 5 GHz abiadura handiko datuak behar ez dituzten behar gehienetarako.ESP32-S3 5.0 teknologiak komunikazio-tarte luzeagoa eta datu abiadura handiagoak eskaintzen ditu, kontsumitzaileentzako elektronikarako, batez ere erabiltzeko adimendunetarako eta energia-eraginkortasun handirik onuragarria da.

ESP32-S3-ren energia kontsumo baxua aktibo garrantzitsua da higadura teknologia diseinatzerakoan, gailuak kargen artean denbora gehiagoz ibiltzeko aukera emanez.Hau bereziki baliotsua da osasun-jarraipen etengabea duten erabiltzaileentzat edo gailu minimoak kargatzea nahiago duten erabiltzaileentzat.Adibidez, Smart Carnes edo Fitness Trackers bezalako gailu erabilgarrietan, ESP32-S3-k bermatzen du gailuak egun osoan zehar funtzionatzen duela bateriaren bizitzaz kezkatu gabe, osasunaren jarraipena eta datuen azterketa etengabe eskainiz.

ESP32 eta ESP32-S3 bakoitzak bere ezaugarri eta abantaila bereziak ditu, eskakizun tekniko eta aplikazio ingurune desberdinetarako egokiak.ESP32, bere errendimendu egonkorra eta laguntza tekniko heldua ditu, prozesatzeko ahalmen handiko eta banda bikoitzeko Wi-Fi behar duten aplikazio konplexuetarako egokia da;ESP32-S3 bitartean, Bluetooth 5.0 teknologia aurreratuarekin eta segurtasun funtzio hobeekin, egokiagoa da energia kontsumo baxua lortzeko, Datu-kontsumo handiko eta datuen segurtasunarekin.Garapenerako taula egokia aukeratzeak ezin du proiektuen inplementazioaren eraginkortasuna hobetzeaz gain, epe luzerako laguntza teknikoa eta garapen iraunkorra bermatzea.Hori dela eta, mikrokontrolatzaile horien funtsezko ezaugarriak ulertzea eta ebaluatzea baldintza garrantzitsua da IOT espazioan lan egiten duen edozein teknikarientzat.

ESP32 seriea eredu anitzek osatzen dute, bakoitza aplikazio jakin batzuen arabera diseinatua, hala nola, energia kontsumoa, prozesatzeko gaitasunak eta I / O portuak.Eredu nagusiak Esp32, ESP32-S2, ESP32-S3 eta ESP32-C3 dira.Eredu bakoitzak bere ezaugarri bereziak ditu, ESP32-S2-rekin kostu txikiagoa eta ESP32-S3 bideratzea irudiak prozesatzeko gaitasun handiagoak eskainiz.

Bai, ESP32-S3-k Arduino Garapen Ingurumena onartzen du.ESP32 programa programatu dezakezu Arduino IDEko Batzordearen kudeatzailea instalatuz.Horrek Esp32-S3 aproposa da Arduino softwarea eta liburutegiak erabili behar dituzten garatzaileentzat.

ESP32-S3-ren GPIO (helburu orokorra eta irteera) portuak ez dira 5v tentsiorik onartzen.3,3V bitarteko sarrerako tentsioak segurtasunez jasateko diseinatuta daude.ESP32-S3 5V logika-maila batera konektatu behar baduzu, logika-maila bihurgailua erabili beharko duzu zure gailua kaltetu ez dadin.

Esp32 modulua "onena" aukeratzea zure behar espezifikoen araberakoa da.Adibidez, errendimendu handia eta gehiago behar izanez gero I / O portuak, ESP32 edo ESP32-S3 aukera hobea izango litzateke.Zure aplikazioak energia kontsumo eta kostu-eraginkortasuna eskatzen badu, ondoren ESP32-S2 edo ESP32-C3 egokiagoa izan daiteke.Zure proiektuaren beharrak ebaluatzea, hala nola, konexio mota, beharrezkoa den memoria, informatika-potentzia eta aurrekontua faktore garrantzitsuak dira eredu egokia aukeratzeko.