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Espressif ESP32-S2 WROOM 32 ビット LX7 CPU

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-PRODUCT

仕様

  • MCU: ESP32-S2
  • ハードウェア: Wi-Fi
  • Wi-Fi周波数: 2412〜2462 MHz

この文書について

  • このドキュメントでは、ESP32-S2-WROOM および ESP32-S2-WROOM-I モジュールの仕様を説明します。

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  • このドキュメントの情報には、 URL 参照は、予告なしに変更される場合があります。 このドキュメントは、商品性、非侵害、特定の目的への適合性、またはその他の提案、仕様、またはSに起因する保証を含め、いかなる保証もなしに提供されます。AMPLE.
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  • 本書に記載されているすべての商号、商標、および登録商標は、それぞれの所有者に帰属し、これにより承認されます。
  • Copyright©2020Espressif Systems(Shanghai)Co.、Ltd。無断複写・転載を禁じます。

モジュールオーバーview

特徴
マイレージ

  • ESP32-S2 組み込み、Xtensa® シングルコア 32 ビット LX7 マイクロプロセッサ、最大 240 MHz
  • 128キロバイトのロム
  • 320KBのSRAM
  • RTCの16KBのSRAM

Wi-Fi

  • 802.11b/g/n 対応
  • ビットレート:802.11n、最大150 Mbps
  • A-MPDUおよびA-MSDUアグリゲーション
  •  0.4 µsのガードインターバルのサポート
  • 動作チャネルの中心周波数範囲:2412〜2462 MHz

ハードウェア

  • インターフェース: GPIO、SPI、LCD、UART、I2C、I2S、カメラインターフェース、IR、パルスカウンター、LED PWM、USB OTG 1.1、ADC、DAC、タッチセンサー、温度センサー
  • 40MHz水晶発振器
  • 4MB SPI フラッシュ
  • 営業巻tage/電源: 3.0〜3.6 V
  • 動作温度範囲:-40~85℃
  • 寸法: (18×31×3.3)mm

認証

  • グリーン認証: RoHS/REACH
  •  RF認証: FCC/CE-RED/SRRC

テスト

  • HTOL / HTSL / uHAST / TCT / ESD

説明

  • ESP32-S2-WROOM および ESP32-S2-WROOM-I は、豊富な周辺機器セットを備えた XNUMX つの強力な汎用 Wi-Fi MCU モジュールです。 これらは、モノのインターネット (IoT)、ウェアラブル電子機器、スマート ホームに関連するさまざまなアプリケーション シナリオにとって理想的な選択肢です。
  • ESP32-S2-WROOM には PCB アンテナが付属し、ESP32-S2-WROOM-I には IPEX アンテナが付属します。 どちらも 4 MB の外部 SPI フラッシュを備えています。 このデータシートの情報は両方のモジュールに適用されます。
    XNUMX つのモジュールの注文情報は次のとおりです。

表1:注文情報

モジュール チップ埋め込み フラッシュ モジュールの寸法(mm)
ESP32-S2-WROOM (PCB) ESP32-S2 4MB (18.00±0.15)×(31.00±0.15)×(3.30±0.15)
ESP32-S2-WROOM-I (IPEX)
注記
  1. さまざまな容量のフラッシュを備えたモジュールをカスタムオーダーでご利用いただけます。
  2. IPEX コネクタの寸法については、セクションを参照してください。 7.3.
  • このモジュールの中核となるのは、最大 32 MHz で動作する Xtensa® 2 ビット LX32 CPU である ESP7-S240 * です。 このチップには、CPU の代わりに使用できる低電力コプロセッサが搭載されており、周辺機器の監視など、多くの計算能力を必要としないタスクを実行しながら電力を節約できます。 ESP32-S2 には、SPI、I²S、UART、I²C、LED PWM、LCD、カメラ インターフェイス、ADC、DAC、タッチ センサー、温度センサー、および最大 43 個の GPIO に至るまで、豊富なペリフェラル セットが統合されています。 また、USB 通信を可能にするフルスピード USB On-The-Go (OTG) インターフェイスも含まれています。

注記
* ESP32-S2 の詳細については、ESP32-S2 データシートを参照してください。

 アプリケーション

  • 汎用低電力IoTセンサーハブ
  • 汎用低電力IoTデータロガー
  • ビデオストリーミング用カメラ
  • オーバーザトップ (OTT) デバイス
  • USBデバイス
  • 音声認識
  • 画像認識
  • メッシュネットワーク
  • ホームオートメーション
  • スマートホーム コントロール パネル
  • スマートビルディング
  • 産業オートメーション
  • スマート農業
  • オーディオ アプリケーション
  • ヘルスケアアプリケーション
  • Wi-Fi対応おもちゃ
  • ウェアラブルエレクトロニクス
  • 小売およびケータリングのアプリケーション
  • スマートPOSマシン

ピンの定義

 ピンレイアウト

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-014

図 1: モジュールのピン レイアウト (上面) View)

注記
ピン ダイアグラムは、モジュール上のピンのおおよその位置を示します。 実際の機構図については、図 7.1 物理寸法を参照してください。

 ピンの説明

モジュールには42本のピンがあります。 表2のピン定義を参照してください。
エスプレシフ システムズ

表2:ピンの定義

名前 いいえ。 タイプ 関数
グランド 1 P 地面
3V3 2 P 電源
IO0 3 I / O / T RTC_GPIO0、GPIO0
IO1 4 I / O / T RTC_GPIO1、GPIO1、TOUCH1、ADC1_CH0
IO2 5 I / O / T RTC_GPIO2、GPIO2、TOUCH2、ADC1_CH1
IO3 6 I / O / T RTC_GPIO3、GPIO3、TOUCH3、ADC1_CH2
IO4 7 I / O / T RTC_GPIO4、GPIO4、TOUCH4、ADC1_CH3
IO5 8 I / O / T RTC_GPIO5、GPIO5、TOUCH5、ADC1_CH4
IO6 9 I / O / T RTC_GPIO6、GPIO6、TOUCH6、ADC1_CH5
IO7 10 I / O / T RTC_GPIO7、GPIO7、TOUCH7、ADC1_CH6
IO8 11 I / O / T RTC_GPIO8、GPIO8、TOUCH8、ADC1_CH7
IO9 12 I / O / T RTC_GPIO9、GPIO9、TOUCH9、ADC1_CH8、FSPIHD
IO10 13 I / O / T RTC_GPIO10、GPIO10、TOUCH10、ADC1_CH9、FSPICS0、FSPIIO4
IO11 14 I / O / T RTC_GPIO11、GPIO11、TOUCH11、ADC2_CH0、FSPID、FSPIIO5
IO12 15 I / O / T RTC_GPIO12、GPIO12、TOUCH12、ADC2_CH1、FSPICLK、FSPIIO6
IO13 16 I / O / T RTC_GPIO13、GPIO13、TOUCH13、ADC2_CH2、FSPIQ、FSPIIO7
IO14 17 I / O / T RTC_GPIO14、GPIO14、TOUCH14、ADC2_CH3、FSPIWP、FSPIDQS
IO15 18 I / O / T RTC_GPIO15、GPIO15、U0RTS、ADC2_CH4、XTAL_32K_P
IO16 19 I / O / T RTC_GPIO16、GPIO16、U0CTS、ADC2_CH5、XTAL_32K_N
IO17 20 I / O / T RTC_GPIO17、GPIO17、U1TXD、ADC2_CH6、DAC_1
IO18 21 I / O / T RTC_GPIO18、GPIO18、U1RXD、ADC2_CH7、DAC_2、CLK_OUT3
IO19 22 I / O / T RTC_GPIO19、GPIO19、U1RTS、ADC2_CH8、CLK_OUT2、USB_D-
IO20 23 I / O / T RTC_GPIO20、GPIO20、U1CTS、ADC2_CH9、CLK_OUT1、USB_D +
IO21 24 I / O / T RTC_GPIO21、GPIO21
IO26 25 I / O / T SPICS1、GPIO26
グランド 26 P 地面
IO33 27 I / O / T SPIIO4、GPIO33、FSPIHD
IO34 28 I / O / T SPIIO5、GPIO34、FSPICS0
IO35 29 I / O / T SPIIO6、GPIO35、FSPID
IO36 30 I / O / T SPIIO7、GPIO36、FSPICLK
IO37 31 I / O / T SPIDQS、GPIO37、FSPIQ
IO38 32 I / O / T GPIO38、FSPIWP
IO39 33 I / O / T MTCK、GPIO39、CLK_OUT3
IO40 34 I / O / T MTDO、GPIO40、CLK_OUT2
IO41 35 I / O / T MTDI、GPIO41、CLK_OUT1
IO42 36 I / O / T MTMS、GPIO42
TXD0 37 I / O / T U0TXD、GPIO43、CLK_OUT1
RXD0 38 I / O / T U0RXD、GPIO44、CLK_OUT2
IO45 39 I / O / T GPIO45
IO46 40 I GPIO46
名前 いいえ。 タイプ

関数

EN 41 I 高:オン、チップを有効にします。 低:オフ、チップの電源がオフになります。

注記: EN 端子をフローティング状態にしないでください。

グランド 42 P 地面

知らせ
ペリフェラルピンの構成については、ESP32-S2 ユーザーマニュアルを参照してください。

 ストラップピン
ESP32-S2 には、GPIO0、GPIO45、GPIO46 の 32 つのストラップ ピンがあります。 ESP2-S5 とモジュール間のピンとピンのマッピングは次のとおりです。これは第 XNUMX 章の回路図で確認できます。

  • GPIO0 = IO0
  •  GPIO45 = IO45
  • GPIO46 = IO46
  • ソフトウェアはレジスタ「GPIO_STRAPPING」から対応するビットの値を読み取ることができます。
  • チップのシステム リセット (パワーオン リセット、RTC ウォッチドッグ リセット、ブラウンアウト リセット、アナログ スーパー ウォッチドッグ リセット、およびクリスタル クロック グリッチ検出リセット) 中に、ストラップ ピンのラッチがampル・ザ・ヴォルtage レベルを「0」または「1」のストラップビットとして保持し、チップの電源がオフになるかシャットダウンされるまでこれらのビットを保持します。
  • IO0、IO45、IO46 は内部プルアップ/プルダウンに接続されています。 それらが接続されていない場合、または接続された外部回路が高インピーダンスの場合、内部の弱いプルアップ/プルダウンによってこれらのストラップ ピンのデフォルトの入力レベルが決定されます。
  • ストラップビット値を変更するには、ユーザーは外部プルダウン/プルアップ抵抗を適用するか、ホストMCUのGPIOを使用してボリュームを制御できます。tagESP32-S2 の電源投入時のこれらのピンの e レベル。
  • リセット後、ストラップピンは通常の機能ピンとして機能します。
    ストラップピンのブートモード構成の詳細については、表 3 を参照してください。

表3:ストラップピン

VDD_SPI ボリュームtag1年
ピン デフォルト 3.3ボルト 1.8ボルト
IO45 2 引き下げる 0 1
起動モード
ピン デフォルト SPIブート ブートをダウンロード
IO0 プルアップ 1 0
IO46 引き下げる 気にしないでください 0
起動時のROMコード印刷の有効化/無効化 3 4
ピン デフォルト 有効 無効
IO46 引き下げる XNUMX 番目のメモを参照してください XNUMX 番目のメモを参照してください

注記

  1. ファームウェアはレジスタビットを構成して「VDD_SPI Vol」の設定を変更できます。tag「e」。
  2. モジュール内のフラッシュはデフォルトで 1 V で動作するため (VDD_SPI による出力)、IO45 の内部プルアップ抵抗 (R3.3) はモジュールには実装されていません。 モジュールが外部回路によって電源投入されるときに、IO45 が High にプルアップされないことを確認してください。
  3. ROM コードは、eFuse ビットに応じて、TXD0 (デフォルト) または DAC_1 (IO17) 上に出力できます。
  4. eFuse UART_PRINT_CONTROL 値が次の場合:
    起動中は印刷が正常に実行され、IO46 によって制御されません。
    1. IO46 が 0 の場合、ブート中の印刷は通常どおり行われます。 ただし、IO46 が 1 の場合、印刷は無効になります。
    2. nd IO46 は 0、印刷は無効です。 ただし、IO46 が 1 の場合、印刷は正常に行われます。
    3. 印刷は無効になっており、IO46 によって制御されません。

電気的特性

絶対最大定格

表4:絶対最大定格

シンボル

パラメータ マックス

ユニット

VDD33 電源voltage –0.3 3.6 V
T 保管温度 –40 85 °C

推奨動作条件

表5:推奨される動作条件

シンボル

パラメータ タイプ マックス

ユニット

VDD33 電源voltage 3.0 3.3 3.6 V
IVDD 外部電源から供給される電流 0.5 A
T 動作温度 –40 85 °C
湿度 湿度条件 85 %RH

DC特性(3.3 V、25°C)

表6:DC特性(3.3 V、25°C)

シンボル パラメータ タイプ マックス

ユニット

CIN ピン容量 2 pF
VIH 高レベルの入力ボリュームtage 0.75×VDD VDD+0.3 V
VIL 低レベル入力ボリュームtage –0.3 0.25×VDD V
IIH 高レベル入力電流 50 nA
IIL 低レベルの入力電流 50 nA
VOH 高レベル出力ボリュームtage 0.8×VDD V
VOL 低レベル出力ボリュームtage 0.1×VDD V
IOH ハイレベルソース電流 (VDD = 3.3 V、VOH >=

2.64 V、PAD_DRIVER = 3)

40 mA
IOL 低レベルシンク電流 (VDD = 3.3 V、VOL =

0.495 V、PAD_DRIVER = 3)

28 mA
RPU プルアップ抵抗 45
RPD プルダウン抵抗 45
VIH_ RST チップリセット解除ボリュームtage 0.75×VDD VDD+0.3 V
VIL_ RST チップリセットボリュームtage –0.3 0.25×VDD V

注記
VDD は I/O ボリュームですtagピンの特定の電源ドメインの場合。

消費電流特性
高度な電源管理テクノロジーを使用することで、モジュールは異なる電力モードを切り替えることができます。 さまざまな電力モードの詳細については、ESP32-S2 ユーザー マニュアルのセクション RTC と低電力管理を参照してください。

表 7: RF モードに応じた消費電流

仕事モード

説明 平均

ピーク

アクティブ (RF 動作)  

 

TX

802.11b、20 MHz、1 Mbps、@ 22.31dBm 190mA 310mA
802.11g、20 MHz、54 Mbps、@ 25.00dBm 145mA 220mA
802.11n、20 MHz、MCS7、@ 24.23dBm 135mA 200mA
802.11n、40 MHz、MCS7、@ 22.86 dBm 120mA 160mA
RX 802.11b/g/n、20MHz 63mA 63mA
802.11n、40MHz 68mA 68mA

注記

  • 消費電流の測定は、RF ポートの周囲温度 3.3 °C で 25 V 電源を使用して行われます。 すべての送信機の測定は 50% のデューティ サイクルに基づいています。
  • RX モードの消費電流の数値は、ペリフェラルが無効で CPU がアイドル状態の場合のものです。

表 8: 動作モードに応じた消費電流

仕事モード 説明 消費電流(Typ)
モデム-スリープ CPUの電源は入っています 240 MHz 22mA
160 MHz 17mA
通常速度:80MHz 14mA
浅い眠り 550 µA
深い眠り ULP コプロセッサーの電源が入っています。 220 µA
ULPセンサー監視パターン 7 µ@1% の義務
RTCタイマー+RTCメモリー 10 µA
RTCタイマーのみ 5 µA
電源オフ CHIP_PU がローレベルに設定され、チップの電源がオフになります。 0.5 µA

注記

  • モデム スリープ モードでの消費電流の数値は、CPU の電源がオンでキャッシュがアイドル状態の場合のものです。
  • Wi-Fi が有効になると、チップはアクティブ モードとモデム スリープ モードの間で切り替わります。 したがって、消費電流もそれに応じて変化します。
  • モデム スリープ モードでは、CPU 周波数が自動的に変更されます。 周波数は、CPU 負荷と使用される周辺機器によって異なります。
  • ディープスリープ中、ULP コプロセッサの電源がオンになると、GPIO や I²C などのペリフェラルが動作できます。
  • 「ULP センサー監視パターン」とは、ULP コプロセッサーまたはセンサーが定期的に動作するモードを指します。 タッチ センサーが 1% のデューティ サイクルで動作する場合、標準的な消費電流は 7 µA です。

Wi-Fi RF 特性
Wi-Fi RF 規格

表 9: Wi-Fi RF 規格

名前

説明

動作チャンネルの中心周波数範囲 注記1 2412〜2462 MHz
Wi-Fiワイヤレス規格 IEEE802.11b/g/n 準拠
データレート 20 MHz 11b:1、2、5.5、および11 Mbps

11g:6、9、12、18、24、36、48、54 Mbps

11n: MCS0-7、72.2 Mbps (最大)

40 MHz 11n: MCS0-7、150 Mbps (最大)
アンテナタイプ PCBアンテナ、IPEXアンテナ
  1. デバイスは、地域の規制当局によって割り当てられた中心周波数範囲で動作する必要があります。 ターゲットの中心周波数範囲はソフトウェアで設定可能です。
  2.  IPEX アンテナを使用するモジュールの場合、出力インピーダンスは 50 Ω です。 IPEX アンテナのない他のモジュールの場合、ユーザーは出力インピーダンスを気にする必要はありません。

送信機の特性

表 10: 送信機の特性

パラメータ レート ユニット
TXパワー 注記1 802.11b:22.31dBm

802.11g:25.00dBm

802.11n20:24.23dBm

802.11n40:22.86dBm

dBm
  1. ターゲット TX 電力は、デバイスまたは認定要件に基づいて構成可能です。

 レシーバーの特性

表 11: 受信機の特性

パラメータ

レート タイプ

ユニット

受信感度 1 Mbps –97  

 

dBm

2 Mbps –95
5.5 Mbps –93
11 Mbps –88
6 Mbps –92

電気的特性

パラメータ

レート タイプ

ユニット

受信感度 9 Mbps –91 dBm
12 Mbps –89
18 Mbps –86
24 Mbps –83
36 Mbps –80
48 Mbps –76
54 Mbps –74
11n、HT20、MCS0 –92
11n、HT20、MCS1 –88
11n、HT20、MCS2 –85
11n、HT20、MCS3 –82
11n、HT20、MCS4 –79
11n、HT20、MCS5 –75
11n、HT20、MCS6 –73
11n、HT20、MCS7 –72
11n、HT40、MCS0 –89
11n、HT40、MCS1 –85
11n、HT40、MCS2 –83
11n、HT40、MCS3 –79
11n、HT40、MCS4 –76
11n、HT40、MCS5 –72
11n、HT40、MCS6 –70
11n、HT40、MCS7 –68
RX最大入力レベル 11b、1 Mbps 5 dBm
11b、11 Mbps 5
11g、6 Mbps 5
11g、54 Mbps 0
11n、HT20、MCS0 5
11n、HT20、MCS7 0
11n、HT40、MCS0 5
11n、HT40、MCS7 0
隣接チャネル除去 11b、11 Mbps 35  

 

 

dB

11g、6 Mbps 31
11g、54 Mbps 14
11n、HT20、MCS0 31
11n、HT20、MCS7 13
11n、HT40、MCS0 19
11n、HT40、MCS7 8

物理的寸法と PCB ランドパターン

物理的寸法

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-01

図 6: 物理的寸法

推奨される PCB ランド パターン

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-02

図 7: 推奨される PCB ランド パターン

U.FLコネクタの寸法

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-03

製品の取り扱い

 保管条件

  • 防湿袋 (MBB) に密封された製品は、40 °C/90%RH 未満の結露しない大気環境で保管する必要があります。
  • モジュールは湿気感度レベル (MSL) 3 と評価されています。
  • 開梱後、モジュールは工場出荷時の条件 168±25 °C/5%RH で 60 時間以内にはんだ付けする必要があります。 上記の条件が満たされない場合、モジュールをベイクする必要があります。

静電気放電

  • 人体モデル (HBM): 2000ボルト
  • デバイス充電モデル (CDM): 500ボルト
  • 排気: 6000ボルト
  • 接触放電: 4000ボルト

リフロープロfile

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-04

図9:リフロープロfile

注記
モジュールを XNUMX 回のリフローではんだ付けします。 PCBA で複数回のリフローが必要な場合は、最後のリフロー中にモジュールを PCB 上に配置します。

 MAC アドレスと eFuse

ESP32-S2 の eFuse は 48 ビット mac_address に焼き付けられています。 チップがステーション モードおよび AP モードで使用する実際のアドレスは、次のように mac_address に対応します。

  • ステーションモード: Macアドレス
  • APモード: マックアドレス + 1
  • eFuse には、ユーザーが使用できる 256 つのブロックがあります。 各ブロックのサイズは XNUMX ビットで、独立した書き込み/読み取り禁止コントローラーがあります。 そのうちの XNUMX つは暗号化されたキーまたはユーザー データの保存に使用でき、残りの XNUMX つはユーザー データの保存にのみ使用されます。

アンテナ仕様

PCBアンテナ
モデル: ESP ANT B

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-05

アセンブリ: PTH ゲイン:

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-06

寸法Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-07

パターン プロットEspressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-08

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-09

IPEXアンテナ

仕様Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-010

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-011

指向性図

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-012

寸法Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-013

学習リソース

必読のドキュメント
次のリンクには、ESP32-S2 に関連するドキュメントが含まれています。

  • ESP32-S2 ユーザーマニュアル
    このドキュメントでは、ESP32-S2 ハードウェアの仕様について説明します。view、ピンの定義、機能の説明、周辺機器のインターフェース、電気的特性など。
  • ESP-IDFプログラミングガイド
    ハードウェアガイドからAPIリファレンスに至るまで、ESP-IDFの広範なドキュメントをホストしています。
  • ESP32-S2 テクニカル リファレンス マニュアル
    このマニュアルには、ESP32-S2 メモリと周辺機器の使用方法に関する詳細な情報が記載されています。
  • Espressif製品の注文情報

必携のリソース
ESP32-S2 関連の必須リソースは次のとおりです。

ESP32-S2掲示板

  • これは ESP2-S32 のエンジニア間 (E2E) コミュニティであり、質問を投稿し、知識を共有し、アイデアを検討し、他のエンジニアと問題解決を支援することができます。

改訂履歴

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-015

ドキュメント / リソース

Espressif ESP32-S2 WROOM 32 ビット LX7 CPU [pdf] ユーザーマニュアル
ESP32-S2 WROOM 32ビット LX7 CPU、ESP32-S2、WROOM 32ビット LX7 CPU、32ビット LX7 CPU、LX7 CPU、CPU

参考文献

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