Espressif ESP32-S2 WROOM 32 ビット LX7 CPU
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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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
|
- 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
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
- 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」。
- 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。
- 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。
- 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。- 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。
- 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。
- 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 | 分 | マックス |
ユニット |
VDD33 | 電源voltage | –0.3 | 3.6 | V |
T店 | 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 | 分 | 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 | 分 | 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 | — | kΩ |
RPD | プルダウン抵抗 | — | 45 | — | kΩ |
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 |
- 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。
- 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 |
- 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
図 6: 物理的寸法
推奨される PCB ランド パターン
図 7: 推奨される PCB ランド パターン
U.FLコネクタの寸法
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
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
アセンブリ: PTH ゲイン:
寸法
パターン プロット
IPEXアンテナ
仕様
得
指向性図
寸法
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
ドキュメント / リソース
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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 |