Espressif ESP32-S2: RISC-V-Zusatzkern im WLAN-Mikrocontroller
Der chinesische Entwickler der weit verbreiteten ESP-Mikrocontroller etwa für WLAN-Schaltsteckdosen baut nun auch einen sparsamen RISC-V-Rechenkern ein.
Espressif ESP32-S2 mit WLAN, Tensilica Xtensa LX7
(Bild: Espressif)
Die offene Befehlssatzarchitektur RISC-V dringt in immer mehr gängige Halbleiterbauelemente vor: Die chinesische Firma Espressif setzt einen einfachen RV32-IMC-Kern als "Ultra-Low-Power"-(ULP-)Rechenwerk im neuen ESP32-S2 ein.
Letzterer ist ein Mikrocontroller-SoC mit einem Tensilica-Xtensa LX7 als "Hauptprozessor" sowie eingebautem WLAN-Controller (2,4 GHz, 802.11b/g/n). Die sehr günstigen Espressif-Vorgänger ESP8266 und ESP32 sind in Smart-Home-Geräten wie WLAN-Schaltsteckdosen weit verbreitet und auch bei Bastlern sehr beliebt. Billige Mikrocontrollerplatinchen mit ESP8266 sind bei direkter Bestellung in China für unter 2 Euro zu bekommen, WLAN-Schaltsteckdosen aus dem Baumarkt ab etwa 10 Euro.
Der Haupt-Kern Tensilica Xtensa LX7 stammt von der Firma Cadence, die Software für den Entwurf von Halbleiterchips liefert. Diese EDA-Tools enthalten Standardfunktionsblöcke wie eben Rechenwerke oder I/O-Controller. Den Zulieferer des RISC-V-Kerns im ULP-Coprozessor nennt Espressif nicht.
Ein ULP-Prozessor war auch schon in früheren ESP-Chips integriert; er steckt im Bereich der Echtzeituhr (Real Time Clock, RTC). Wenn der Haupt-Kern ruht, kann der noch sparsamere ULP-Kern einfache Steueraufgaben erledigen, um Energie zu sparen. Beim ESP32-S2 ist außer dem RV32-IMC-Kern zusätzlich auch eine "Finite State Machine" (ULP-FSM) für derartige Aufgaben eingebaut; die Firmware kann sie aber nur alternativ zum RV32-IMC nutzen.
(Bild: Espressif)
Sparsamer und mit USB-OTG
Den ESP32 lässt Espressif von TSMC mit einer sparsamen (LP-)Version der 40-Nanometer-Fertigungstechnik produzieren; zum ESP32-S2 macht Espressif keine Angaben. Er soll aber sparsamer arbeiten als sein Vorgänger, eignet sich also besser für akku- oder batteriebetriebene Geräte.
Anders als manche ESP32-Varianten verzichtet der ESP32-S2 auf einen zweiten LX7-Kern und einen Bluetooth-Controller; auch Controller für CAN-Bus und SD-Karten (SDIO) fehlen. Allerdings ist nun ein Controller für USB On-the-Go (USB OTG) eingebaut. Espressif hebt hervor, auch die Controller für kryptografische Funktionen verbessert zu haben. Der Xtensa LX7 läuft weiterhin mit maximal 240 MHz.
WROOM- und WROVER-Module, Developer Kit
(Bild: Espressif)
Die ESP-Chips werden häufig in Form fertiger WLAN-Module inklusive Antenne verwendet, die Espressif komplett anbietet. Auch der ESP32-S2 soll in den Versionen ESP32-S2-WROOM und ESP32-S2-WROVER mit 4 bis 16 MByte zusätzlichem Flash-Speicher kommen. Der Chip selbst enthält 320 KByte SRAM und 128 KByte ROM.
Im Blog kündigt Espressif zudem das Entwicklerboard ESP32-S2-Kaluga-1 an, das den ESP32-S2 mit einem kleinen LC-Display mit Touch-Sensor und zahlreichen Schnittstellenkontakten kombiniert. Außerdem ist eine abgespeckte Variante ESP32-C geplant. Die Serienfertigung läuft laut Espressif bereits. (ciw)
