پیشتازی ESP در بازار با ESP32-P4

شرکت چینی Espressif system این بار قصد دارد قطعه جدید خود یعنی چیپ ESP32-P4 را در بازار محصولات میان رده الکترونیک معرفی کند و پیشتازی یا شاید یکه‌تازی خود را به نمایش بگذارد. البته در حال حاضر این محصول، معرفی‌شده و آماده خرید نیست. احتمالاً برای بازارگرمی، پیش‌فروش و ارائه محصول به مشتری‌های خاص با تعداد عمده، این معرفی صورت گرفته است که در رفتار تجاری کاملاً منطقی است.

قطعاً خیلی از فعالان حوزه الکترونیک با چیپ ها یا حداقل ماژول‌های وای فای ESP آشنایی دارند. خصوصاً فعالان حوزه IOT بیشتر هم سروکله زده‌اند. میکروکنترلرهای بی‌سیم ESP که همه کاری ازشان ساخته است و در کنار عملکرد خوب، قیمت بسیار مناسبی دارند.

شرکت Espressif با آی سی و ماژول‌های ESP8266 به شهرت رسید و بعد شاهد ESP32 ها بودیم که باقابلیت‌های فراوانی نسبت به نسل گذشته عرضه شد. تعداد پایه‌ها هم کمی فراتر رفت و بسیار جذاب‌تر شد (تا اینجا پکیج QFN-56). از دیگر مزایای ESP32 نسبت به پدر بزرگوارش، می‌توان به Bluetooth5.0 و همچنین قابلیت BLE و USB HOST و درایور LCD TFT و سنسور تاچ و سنسور دما و اترنت اشاره کرد. شاید باورتان نشود که یک آی سی 1 دلاری با این تعداد پایه، این‌همه قابلیت به شما بدهد!

شرکت Espressif

اما با تولد به‌زودی چیپ ESP32-P4 قرار است ESP پا را از این‌ها فراتر بگذارد و با یک پکیج با تعداد پایه بیشتر (هنوز دقیقاً پکیج و تعداد پایه‌ها مشخص نشده) ما را از خیر! میکروکنترلرهای STM32H7 خلاص کند. من خودم با این غیبت طولانی ST بسیار مشعوف می‌شوم بتوانم با یک جایگزین بهتر کارکنم که هم قیمت بسیار مناسب‌تری دارد و هم قابلیت‌های بیشتری. درعین‌حال برای مرحوم ST هم طلب آمرزش دارم و امیدوارم بازماندگان آن مرحوم بتوانند مشکلات خود را زودتر حل کنند و به آغوش بازار برگردند. به‌هرحال یک شرکت سوئدی، با مشکلات عدیده اقتصادی در اروپا، واقعاً حق دارد از خیر تولید بعضی محصولاتش بگذرد تا بتواند دوباره سر پا بایستد.

شاید خیلی از دوستان تصور کنند از ESP ها فقط می‌توان با Arduino IDE بهره برد، اما شواهد گویای این است که علی‌رغم سایر شرکت‌های چینی، ESP تلاش می‌کند تا مستندات خوبی را برای کد نویسی بهتر و حرفه‌ای تر محصولات خود در یک IDE حرفه‌ای ارائه بدهد.

اما برگردیم به جزئیات دقیق‌تر ESP32-P4 که در سایت رسمی سازنده این‌گونه معرفی‌شده است:

این پردازنده، با یک CPU دو هسته‌ای RISC-V با دستورالعمل‌های هوش مصنوعی، یک زیرسیستم حافظه پیشرفته و تجهیزات جانبی یکپارچه با سرعت‌بالا مجهز شده است. ESP32-P4 برای برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا که نیاز به امنیت قوی دارند طراحی‌شده است. درواقع، چیپ ESP32-P4 قرار است نسل بعدی ESP-32 هایی باشد که کاربردشان در  embedded system (سیستم نهفته) است، نظیر ESP32-S2 و از نیازهای مربوط به HMI، محاسبات بیشتر کارآمد، و افزایش الزامات اتصال IO به طور کامل پشتیبانی می کند.

CPU و زیرسیستم حافظه با کارایی بالا

چیپ ESP32-P4 که توسط یک CPU دو هسته‌ای RISC-V تا 400 مگاهرتز کار می‌کند، از افزونه‌های تکی دقیق FPU و AI (هوش مصنوعی) نیز پشتیبانی می‌کند، بنابراین تمام منابع محاسباتی لازم را فراهم می‌کند. علاوه بر این، ESP32-P4 یک LP-Core را با خود ادغام کرده که می‌تواند تا 40 مگاهرتز کار کند. این معماری “بزرگ-کوچک” ازنظر پشتیبانی از برنامه‌های کاربردی بسیار کم‌مصرف که ممکن است گهگاه به محاسبات بالا نیاز داشته باشند، حیاتی است. در چنین سناریوهایی، هسته‌های HP را می‌توان در بیشتر مواقع به‌منظور صرفه‌جویی در مصرف برق خاموش نگه داشت.

سیستم هسته‌ای HP در ESP32-P4 دارای 768 کیلوبایت SRAM روی تراشه است که در صورت در دسترس بودن PSRAM خارجی می‌تواند به‌عنوان حافظه پنهان (cache) در دسترس باشد. علاوه بر این، سیستم هسته‌ای HP در ESP32-P4 دارای 8 کیلوبایت رم TCM بسیار سریع (zero-wait) است که می‌تواند برای بافرهای سریع داده یا بخش‌های حساس زمانی کد استفاده شود. این سیستم حافظه با کارایی بالا، همراه با پشتیبانی از PSRAM و Flash خارجی، تضمین می‌کند که تأخیر دسترسی به حافظه و اندازه موجود حافظه محدود نیست.

بهترین امنیت

امنیت قوی در قلب ESP32-P4 قرار دارد. ویژگی‌هایی مانند Secure Boot، Flash Encryption، شتاب‌دهنده‌های رمزنگاری، TRNG و غیره، تمام اجزای لازم را برای ایمن نگه‌داشتن و قابل‌اعتماد نگه‌داشتن دستگاه فراهم می‌کنند. با کمک ابزار جانبی امضای دیجیتال و واحد مدیریت کلید اختصاصی، ESP32-P4 تضمین می‌کند که کلیدهای خصوصی بر روی خود SoC تولید می‌شوند و توسط هیچ نرم‌افزاری در plain text یا هیچ حمله فیزیکی به خطر نمی‌افتند. SoC همچنین از حفاظت دسترسی سخت‌افزاری پشتیبانی می‌کند که مدیریت مجوز دسترسی و همچنین جداسازی امتیازات را تسهیل می‌کند.

رابط قدرتمند انسان و ماشین (HMI)

ESP32-P4 شامل پشتیبانی از MIPI-CSI با ISP و MIPI-DSI یکپارچه است، بنابراین امکان ادغام یک دوربین با وضوح‌بالا و یک رابط نمایشگر را فراهم می‌کند. برای فعال کردن سازگاری پیشرفته، ESP32-P4 دارای یک صفحه‌نمایش parallel و یک رابط دوربین است. همچنین شامل ورودی‌های لمسی خازنی و ویژگی‌های تشخیص گفتار است که ESP32-P4 را به SoC انتخابی برای هر برنامه مبتنی بر HMI تبدیل می‌کند.

علاوه بر این، ESP32-P4 شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری را برای پروتکل‌های مختلف رمزگذاری رسانه، و همچنین پروتکل‌های فشرده‌سازی برای پردازش تصویر و پخش ویدئو، ازجمله پشتیبانی از کدگذاری H.264، یکپارچه می‌کند. SoC همچنین دارای یک شتاب‌دهنده پردازش پیکسل سخت‌افزاری (PPA) است که برای توسعه رابط کاربری گرافیکی مناسب است.

ارتباطات جانبی یکپارچه و بسیار

ESP32-P4 دارای بیش از 50 پایه GPIO قابل‌برنامه‌ریزی است که به‌طور قابل‌توجهی بیشتر از هر SoC دیگر Espressif تا به امروز است. ESP32-P4 از تمام تجهیزات جانبی رایج مانند SPI، I2S، I2C، LED PWM، MCPWM، RMT، ADC، DAC، UART و TWAITM پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این، ESP32-P4 از USB OTG 2.0 HS، اترنت و SDIO Host 3.0 برای اتصال پرسرعت پشتیبانی می‌کند.

اگر برنامه به اتصال بی‌سیم نیاز دارد، ESP32-P4 می‌تواند به‌راحتی به‌عنوان یک تراشه همراه بی‌سیم، با استفاده از راه‌حل ESP-Hosted یا ESP-AT به هر محصولی از سری ESP32-C/S/H از طریق SPI/SDIO/UART متصل شود. ESP32-P4 همچنین می‌تواند به‌عنوان Host MCU برای راه‌حل اتصال دیگر مانند ACK، AWS IoT ExpressLink و غیره عمل کند.

ESP32-P4 از طریق چارچوب توسعه اینترنت اشیا (ESP-IDF) بالغ Espressif پشتیبانی می‌شود، به‌طوری‌که مشتریان ما می‌توانند از آشنایی خود با پلتفرم آزمایش‌شده ما که در حال حاضر میلیون‌ها دستگاه متصل را تأمین می‌کند، بهره‌مند شوند.