In ESP32 verwendete Mikroprozessorchips
Die in ESP32-Mikrocontrollereinheiten verwendeten Chips sind Tensilica Xtensa LX6 Single-Core- und Dual-Core-Mikroprozessoren und LX7 Dual-Core-Mikroprozessoren. Es hängt davon ab, welche Art von ESP32-SoCs Sie verwenden. In der ESP32 S-Serie kommen Xtensa LX7-Mikroprozessoren zum Einsatz, während in der ESP32-C-Serie auch ESP32 LX6 Dual-Core-Mikroprozessoren zum Einsatz kommen.
Hauptmerkmale des ESP32-Chips
Hier besprechen wir die Hauptmerkmale des Tensilica Xtensa LX6 32-Bit-Dual-Core- und LX7-Mikroprozessors. Mit Ausnahme des ESP32-S0WD verfügen alle anderen ESP32-Mikrocontroller über Dual-Core-Prozessoren. Zu den Hauptmerkmalen gehören der Dual-Core-Prozessor, die Architektur, das Blockdiagramm, der Speicher, die Peripheriegeräte sowie die darin verwendeten Bluetooth- und Wi-Fi-Protokolle.
Dual-Core-Prozessor
Die Tensilica Xtensa LX6 und LX7 verfügen über zwei Kerne. Die Namen der Kerne sind PRO-CPU und APP-CPU. Pro-CPU steht für Protocol CPU und APP-CPU steht für Application CPU. Die Protokoll-CPU ist für die Verarbeitung benutzerseitiger Funktionen wie WLAN, Bluetooth und Peripheriegeräte ausgelegt. Die Anwendungs-CPU ist für die Verarbeitung von Codes in ESP32 ausgelegt. Beide Kerne sind mit den Speicher- und Adressregistern verbunden. Die Kerne von LX6 haben eine Taktfrequenz von 160 MHz, die von LX7 beträgt 240 MHz. Die folgende Abbildung zeigt die Zuordnung von CPUs zum Speicher.
Die Architektur
Die Mikroprozessoren Tensilica Xtensa LX6 und LX7 verfügen über eine 32-Bit-RISC-Architektur. Daher sind die Speichereinheiten und Peripheriegeräte so konzipiert, dass sie mit 32-Bit-Adressregistern kommunizieren können. Die Architekturzuordnung ist im folgenden Diagramm dargestellt. Darin ist ersichtlich, dass alle Peripheriegeräte, internes ROM und SRAM, Echtzeitkommunikationsspeicher (schnell und langsam), Cache-Speicher und externer Flash, alle mit 32-Bit-Adressregistern zugeordnet sind.
Blockdiagramm
Nachdem wir die grundlegende Architektur und Zuordnung der LX6- und LX7-Mikroprozessoren durchgegangen sind, können wir uns nun anhand eines Blockdiagramms einen umfassenden Überblick über die Xtensa LX-Mikroprozessorblöcke verschaffen. Das Blockdiagramm zeigt die einzelnen Blöcke für jede Einheit im Mikroprozessor. Es besteht aus Peripheriegeräten, einer Bluetooth-Einheit, einer Wi-Fi-Einheit, einem Hochfrequenzsender und -empfänger, einer Speichereinheit, einer Echtzeituhr und einer Einheit für kryptografische Sicherheit.
Interner und externer Speicher
Der Xtensa LX7-Mikroprozessor verfügt über 512 KB SRAM für Daten und Anweisungen und 384 KB ROM für Funktionen wie das Booten. Es verfügt über jeweils 8 KB SRAM Real-Time Communication (RTC)-Speicher für schnelle und langsame Kommunikation. Es kann auch einen externen Flash mit bis zu 32 MB unterstützen.
Der Xtensa LX6-Mikroprozessor verfügt über 520 KB SRAM für Daten und Anweisungen und 448 KB ROM für Funktionen wie das Booten. Es verfügt über jeweils 8 KB SRAM Real-Time Communication (RTC)-Speicher für schnelle und langsame Kommunikation. Es kann auch einen externen Flash mit bis zu 16 MB unterstützen.
Integrierte Peripheriegeräte
In einem einzigen Mikroprozessorchip LX6 oder LX7 von Tensilica Xtensa sind zahlreiche Peripheriegeräte untergebracht. Dies ist ein sehr fortschrittlicher Mikrocontroller-Chip mit so vielen Peripheriegeräten. Dazu gehören UARTs, SPIs, Timer, Berührungssensoren, SPIs, Zähler, I2S- und I2C-Schnittstellen, Pulsweitenmodulatoren, Digital-Analog- und Analog-Digital-Wandler.
W-lan
Diese Mikroprozessorchips LX6 und LX7 verwenden das Internetprotokoll IEEE 802.11 b/g/n. Es arbeitet mit einer sehr hohen Geschwindigkeit mit einem Frequenzbereich von 2,4 GHz. Sie unterstützen außerdem Wi-Fi Direct, was eine effiziente Peer-to-Peer-Kommunikation gewährleistet.
Bluetooth
Die Mikroprozessorchips LX6 und LX7 verfügen über die energiesparende Bluetooth-Version 4.2, die mit Wi-Fi koexistieren kann und zudem eine hohe Geschwindigkeit bietet. Früher wurden Bluetooth- und Wi-Fi-Module separat mit Mikrocontrollern verwendet. Allerdings sind in diese fortschrittlichen Mikroprozessorchips Bluetooth und Wi-Fi integriert, was ESP32 sehr benutzerfreundlich und effizient macht.
Abschluss
ESP32 verwendet zwei Modelle von Tensilica Xtensa Dual-Core-Mikroprozessorchips, nämlich LX6 und LX7. Diese Chips sind sehr fortschrittlich und verfügen über zahlreiche nützliche Funktionen, darunter verbesserte Konnektivität, eine größere Anzahl von Peripheriegeräten für Benutzer, verbesserten Speicher und Kompaktheit.