معرفی قطعه جدید شرکت Espressif: میکروکنترلر ESP32-C5

شرکت Espressif که با محصولات IoT خود و به‌خصوص چیپ‌های ESP32 شناخته‌شده است، به‌تازگی میکروکنترلر جدیدی معرفی کرده است که از امکانات قابل‌توجهی برخوردار است. این چیپ جدید که ESP32-C5 نام دارد، اولین SoC صنعتی محسوب می‌شود که از معماری RISC-V بهره می‌گیرد. ویژگی‌های اصلی این بورد نیز پشتیبانی از Wi-Fi ‌6 به‌صورت دو بانده در فرکانس‌های 2.4 و 5 گیگاهرتز و همچنین بهره‌گیری از Bluetooth LE است. همان‌طور که انتظار می‌رود هدف طراحی این محصول، کاربرد در پروژه‌هایی است که نیازمند به انتقال اطلاعات به شکل wireless و بهینه هستند. در ادامه، جزییات بیشتر در این مورد را با سیسوگ دنبال کنید.

مشخصات میکروکنترلر ESP32-C5

همان‌طور که گفته شد میکروکنترلر ESP32-C5 از معماری RISC-V استفاده می‌کند. درواقع پردازش این چیپ بر عهده‌ی یک پردازنده تک‌هسته‌ای 32 بیتی RISC-V است که سرعت کلاک آن می‌تواند تا 240 مگاهرتز برسد. مشخصات دیگر چیپ عبارت‌اند از بهره‌گیری از 400KB حافظه SRAM، ‌384KB حافظه ROM و امکان پشتیبانی از حافظه Flash جانبی. علاوه بر این‌ها، ESP32-C5 تمامی پریفرال‌های معمول را در خود جای‌داده است و 20 پایه GPIO قابل‌برنامه‌ریزی نیز دارد. ویژگی مهم دیگر چیپ مورد بحث، بهره‌مند بودن از به‌روزترین امکانات امنیتی و پشتیبانی از رابط SDIO 2.0 slave است.

ESP32-C5 دارای رادیوی دو بانده Wi-Fi 6 نسخه 802.11ax و همچنین نسخه استاندارد 802.11b/g/n (به دلیل backward compatibility) است. قابل‌ذکر است که پشتیبانی از Wi-Fi 6 برای استفاده در دستگاه‌های IoT بهینه‌سازی شده است. به این صورت که این SoC در حالت 802.11ax از پهنای باند 20MHz و در حالت 802.11b/g/n از پهنای باند 20/40MHz پشتیبانی می‌کند.

بلاک دیاگرام میکروکنترلر ESP32-C5.

باند فرکانسی 5GHz

همان‌طور که در بلاک دیاگرام میکروکنترلر دیده می‌شود و پیش‌تر نیز اشاره شد، این میکروکنترلر برای ارتباط رادیویی، از دو باند فرکانس 2.4GHz و 5GHz استفاده می‌کند. یک مزیت اصلی بهره‌گیری از فرکانس 5GHz در کاربردهای حساسی است که ترافیک کمتری نیاز دارند اما تداخل سیگنال کمتری نیز قابل‌پذیرش است. علاوه بر این، کاربران می‌توانند دستگاه‌های مختلف IoT را بر اساس میزان اهمیت و حساس بودن کاربرد، به شبکه‌های متفاوت وصل کنند. همچنین باند 5GHz، کاربردهای با throughput بالا را نیز پشتیبانی می‌کند. ازجمله این‌چنین کاربردهایی می‌توان به دستگاه‌های live-streaming، دانگل‌های Wi-Fi و دوربین‌های IP اشاره کرد.

هدف استفاده از دو باند فرکانسی در این چیپ این است که با بهره‌گیری از آن در دستگاه‌های IoT یا هر کاربرد دیگری، کاربر بتواند از حداکثر انعطاف ممکن (درزمینه فرکانس) برخوردار باشد و همچنین عمر مفید پروژه را افزایش دهد.

استاندارد 802.11ax

Wi-Fi 6 با استاندارد 802.11ax به‌کاررفته در میکروکنترلر ESP32-C5، شامل ویژگی‌های جدید و متنوعی است که می‌توانند برای کاربردها و دستگاه‌های IoT بسیار مفید واقع شوند. به‌عنوان‌مثال می‌توان پشتیبانی از مکانیزم OFDMA (یا Orthogonal Frequency Division Multiple Access) برای ارتباط uplink و downlink، و همچنین قابلیت MU-MIMO برای ارتباط downlink را نام برد. هر دو قابلیت گفته‌شده، دو مزیت مهم برای ارتباط Wi-Fi6 ایجاد می‌کنند. مزیت اول امکان ارتباط بهینه و low latency در محیط‌های wireless پرترافیک و مزیت دوم بهبود اتصال در محیط‌های متراکم است.

ویژگی مهم دیگر استاندارد 802.11ax بهره‌مندی از TWT (یا Target Wake Time) است. این قابلیت، دستگاه‌ها را قادر می‌سازد که به کمک یک Wi-Fi access point که از 802.11ax پشتیبانی می‌کند، زمان طولانی‌تری به حالت sleep بروند. بنابراین این ویژگی موجب می‌شود که میکروکنترلر ESP32-C5 برای دستگاه‌هایی که باید چندین سال با باتری کار کنند و به شبکه متصل باشند، بسیار مناسب باشد.

پشتیبانی نرم‌افزاری میکروکنترلر ESP32-C5

میکروکنترلر ESP32-C5 توسط فریمورک توسعه open source و بسیار پراستفاده شرکت Espressif، یعنی ESP-IDF پشتیبانی می‌شود. این مسئله باعث می‌شود که توسعه‌دهندگان برای استفاده از این میکروکنترلر، یک SDK قابل‌اطمینان و ابزارهای توسعه قدرتمند دیگری در اختیار داشته باشند. و علاوه بر آن به‌راحتی بتوانند پروژه‌های خود را به این طریق به محیط جدید انتقال دهند.

یک ویژگی مهم دیگر، در دسترس بودن SDK های ESP-Hosted و ESP-AT برای کاربرانی است که قصد دارند از میکروکنترلر ESP32-C5 به‌عنوان یک کمک پردازنده برای ارتباط با یک Host خارجی استفاده کنند. بدین‌صورت که ESP-AT یک رابط ساده و کارآمد برای هاست‌های میکروکنترلری فراهم می‌کند و ESP-Hosted نیز، رابط استاندارد 802.11 را برای هاست‌های لینوکسی مهیا می‌سازد.

   منبع