ESP32-S31
(espressif.com)- ESP32-S31 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ RISC-V แบบ 32 บิต ดูอัลคอร์ ที่ทำงานได้สูงสุด 320MHz โดยมุ่งเป้าไปที่แอปพลิเคชัน IoT ระดับสูงที่ต้องการการเชื่อมต่อหลายโปรโตคอลและ HMI ที่หลากหลาย
- การเชื่อมต่อ ประกอบด้วย 2.4GHz Wi-Fi 6, Thread·Zigbee บนพื้นฐาน IEEE 802.15.4, Bluetooth 5.4 LE และ Bluetooth Classic รวมถึง 1000Mbps Ethernet MAC
- ระบบ·หน่วยความจำ มาพร้อม 60 GPIO, MMU, 6.86 CoreMark/MHz, SRAM 512KB, การเชื่อมต่อ 250MHz 8-bit DDR PSRAM, การเข้าถึง flash·PSRAM พร้อมกัน และอินเทอร์เฟซ SPI เฉพาะที่รองรับโหมด Octal SPI ความเร็วสูง
- HMI·เสียง รวม DVP camera, LCD แบบขนาน RGB/I8080/MOTO6800, JPEG codec·PPA·2D-DMA, ระบบสัมผัสได้สูงสุด 14 ช่อง และ LE Audio บนพื้นฐาน LC3 พร้อมการซิงก์เสียง Bluetooth ระดับฮาร์ดแวร์ของ dual I2S
- ความปลอดภัย·ซอฟต์แวร์ มี TRNG, PUF บนพื้นฐาน RAM, secure boot, การเข้ารหัส flash·PSRAM, ตัวเร่ง AES/RSA/ECDSA/ECC, TEE/APM และมีแผนเชื่อมโยงกับ ESP-IDF, ESP-Matter, ESP-BLE-AUDIO, ESP-GMF และ ESP Private Agents
ภาพรวม
- ESP32-S31 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ RISC-V แบบ 32 บิต ดูอัลคอร์ประสิทธิภาพสูง ที่ทำงานได้สูงสุด 320MHz โดยมุ่งสู่แอปพลิเคชัน IoT ระดับสูงที่ต้องการการเชื่อมต่อหลายโปรโตคอลอย่างครอบคลุมและอินเทอร์เฟซมนุษย์-เครื่องจักรที่หลากหลาย
- ด้วย 60 GPIO จึงให้ความยืดหยุ่นสำหรับการออกแบบที่ซับซ้อนซึ่งรวมหลายโปรโตคอลไร้สาย อินเทอร์เฟซจอแสดงผลหลากหลายแบบ และอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมาก
- เหมาะกับงาน edge AI และ machine learning โดยมุ่งรองรับ neural network inference, advanced signal processing, computer vision และ intelligent audio applications ภายใต้ประสิทธิภาพของแพลตฟอร์มแบบฝังตัว
การเชื่อมต่อและประสิทธิภาพการประมวลผล
- 2.4GHz Wi-Fi 6 (802.11ax) มุ่งเพิ่มประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูลและลดการใช้พลังงาน จึงเหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่และอุปกรณ์ที่ต้องเชื่อมต่ออยู่ตลอดเวลา
- IEEE 802.15.4 รองรับโปรโตคอล Thread และ Zigbee ส่วน Bluetooth 5.4 LE รองรับ LE Audio, Direction Finding และ Bluetooth Mesh 1.1
- Bluetooth Classic (BR/EDR) ดูแลความเข้ากันได้กับอุปกรณ์เสียงเดิมและแอปพลิเคชัน HMI ที่ต้องการความหน่วงต่ำ ขณะที่ 1000Mbps Ethernet MAC ให้การเชื่อมต่อแบบมีสายที่เสถียรและแบนด์วิดท์สูง
- ระบบใช้สถาปัตยกรรม RISC-V แบบ 32 บิต ดูอัลคอร์ที่รองรับ MMU พร้อมสมรรถนะการประมวลผล 6.86 CoreMark/MHz และ 60 GPIO
- หนึ่งในคอร์มีเส้นทางข้อมูล 128 บิตและคำสั่ง SIMD เพื่อรองรับการประมวลผลแบบขนานที่รวดเร็ว
- หน่วยความจำประกอบด้วย SRAM 512KB, การเชื่อมต่อ 250MHz 8-bit DDR PSRAM, การเข้าถึง flash และ PSRAM พร้อมกัน และการขยายหน่วยความจำภายนอกผ่านอินเทอร์เฟซ SPI เฉพาะที่รองรับโหมด Octal SPI ความเร็วสูง
HMI และเสียง
- อินพุตกล้องใช้อินเทอร์เฟซกล้อง DVP แบบ 8~16 บิต ส่วน LCD รองรับ RGB แบบขนาน 8~24 บิต, I8080 และ MOTO6800
- รองรับการแปลงระหว่าง RGB565, YUV422, YUV420 และ YUV411 พร้อมตัวเร่งฮาร์ดแวร์ JPEG codec, PPA และ 2D-DMA เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลภาพและการอัปเดตจอแสดงผล
- รองรับช่องตรวจจับระบบสัมผัสแบบ capacitive ได้สูงสุด 14 ช่อง จึงเหมาะกับ smart display, video doorbell, multimedia panel และแอปพลิเคชันแบบบูรณาการด้านสัมผัส·ภาพ·เสียง
- Bluetooth 5.4 LE Audio รองรับการสตรีมคุณภาพสูงแบบใช้พลังงานต่ำด้วย codec LC3 และเสียงแบบ multi-stream
- Bluetooth Classic รองรับความเข้ากันได้กับหูฟัง ลำโพง และระบบในรถยนต์ ส่วนคอนโทรลเลอร์ I2S คู่มอบการซิงก์เสียง Bluetooth ระดับฮาร์ดแวร์เพื่อให้ได้จังหวะเวลาที่แม่นยำและความหน่วงต่ำ
ความปลอดภัย
- ฟังก์ชันความปลอดภัยระดับฮาร์ดแวร์มุ่งตอบโจทย์แอปพลิเคชันที่มีข้อกำหนดทางอุตสาหกรรมที่เข้มงวด
- ผสาน TRNG และฟังก์ชัน PUF บนพื้นฐาน RAM เพื่อเป็นรากฐานสำหรับการสร้างคีย์และการรักษาความปลอดภัยของอุปกรณ์
- รองรับ secure boot, การเข้ารหัส flash และ PSRAM และตัวเร่งการเข้ารหัส AES-128/256·RSA·ECDSA·ECC
- อุปกรณ์ต่อพ่วงลายเซ็นดิจิทัลบนพื้นฐาน ECDSA ปกป้อง private key จากการเข้าถึงโดยซอฟต์แวร์ และ TEE กับ APM ช่วยให้แยกซอฟต์แวร์เพื่อรองรับการปรับใช้หลายแอปพลิเคชันอย่างปลอดภัย
ซอฟต์แวร์และทรัพยากรผลิตภัณฑ์
- ESP32-S31 จะได้รับการรองรับผ่านเฟรมเวิร์กพัฒนา IoT โอเพนซอร์สของ Espressif อย่าง ESP-IDF, ESP-Matter สำหรับอุปกรณ์ Matter, ESP-BLE-AUDIO และ ESP-GMF สำหรับแอปพลิเคชันมัลติมีเดีย
- มีแนวทางให้เชื่อมต่อโดยตรงกับแพลตฟอร์ม ESP Private Agents และ LLM ทั่วไป เพื่อสร้างอุปกรณ์ไคลเอนต์ที่สามารถรันหรือโต้ตอบกับ AI agent ได้
- ทรัพยากรผลิตภัณฑ์ประกอบด้วย ESP32-S31 SoC, โมดูล ESP32-S31-WROOM-3 และชุดพัฒนา ESP32-S31-Korvo-1 กับ ESP32-S31-Function-Coreboard-1
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
Espressif กำลังมาแรงมาก และถึงขั้นใส่ คำสั่ง SIMD เข้ามาใน CPU แล้ว
คอร์ RISC-V มีความหมายมากในระบบฝังตัว เพราะตอนนี้มันใกล้เคียงกับการพิมพ์
rustup target add riscv32imac-unknown-none-elfเพียงบรรทัดเดียว มากกว่าการต้องไปดาวน์โหลด toolchain และ SDK แบบปิดที่พัง ๆ ครึ่งหนึ่งสำหรับคอมไพล์ SoCถ้าอยากเริ่มพัฒนา Rust แบบฝังตัวสมัยใหม่ ให้ดู https://kerkour.com/introduction-to-embedded-development-wit... และ https://kerkour.com/rust-esp32-pentest
ยินดีที่ได้เห็น CAN-FD และโมดูล Motor PWM แต่ไม่มีที่ไหนบอกเวลาแปลง ADC เลย สำหรับการควบคุมมอเตอร์ต้องการ เวลาแปลงต่ำกว่า 1µs และหลังจากผัดผ่อนมาราว 15 ปี เพิ่งย้ายจากจุดคงที่ไปเป็นจุดลอยตัวเมื่อปีที่แล้ว
imacในชื่อเป้าหมายสถาปัตยกรรมหมายถึงอะไรรวม 3D printing, การจัดหาชิ้นส่วนอัตโนมัติ, การเขียนซอฟต์แวร์เฉพาะทาง, อาจรวมถึงแขนกลด้วย แล้วให้มันเป็นอุปกรณ์ที่แค่หย่อนชิ้นส่วนลงในกล่องสวย ๆ บนโต๊ะเหมือนตู้ไปรษณีย์ก็พอ PROFIT
อยากให้เลิกเรียกรวมทั้งหมดว่า ESP32 เสียที จาก ESP8266 กับ ESP8285 มาเป็น ESP32 นั้นยังพอเข้าใจได้ แต่ตอนนี้มีรุ่นที่ฟีเจอร์และสถาปัตยกรรมต่างกันเกิน 10 แบบแล้ว
คล้ายกับที่ในทุกกระทู้เกี่ยวกับ Raspberry Pi Pico(RP2030/RP2350) มักจะมีคนสับสนกับรุ่น single-board computer อยู่เสมอ
พอได้ยินคำว่า ESP32 ทุกวันนี้ก็ยังนึกถึง ESP32 Classic ก่อน โดยมากคือ WROOM-32E
มันไม่ใช่ว่ามี “เวอร์ชัน” ที่ต่างกันเกิน 10 แบบ คำว่าเวอร์ชันให้ความรู้สึกว่ามันพัฒนาต่อเนื่องไปตามเวลา แต่โดนทำให้เละด้วยการถอดใส่โมดูลไปมา
ความจริงคือมี สายผลิตภัณฑ์ 4–5 สาย ที่ใช้ SDK เดียวกัน ปรัชญาการออกแบบเดียวกัน โครงสร้างราคาเดียวกัน ซัพพลายเชนเดียวกัน และช่องทางซัพพอร์ตเดียวกัน สำหรับทีมวิศวกรรมที่ออกแบบสินค้า แต่ละสายพวกนี้สำคัญมาก ไม่ใช่แค่เรื่องของคนที่เรียนรู้เป็นงานอดิเรก แม้พวกเขาก็รองรับได้ดีพอสมควร
ภายในแต่ละสายก็มีเวอร์ชันจริง ๆ อยู่ เช่นตอนนี้หลัก ๆ มีสาย S, C, H, P และ ESP32-S2 ก็ไม่แนะนำสำหรับงานออกแบบใหม่แล้ว ควรใช้ ESP32-S3
สุดท้ายเกณฑ์ในการเข้าใจเรื่องนี้คือ “มันเป็นชิปที่มีชื่อ ESP32 ติดอยู่ วางลงบน PCB ได้ และโปรแกรมด้วย SDK เดียวกันได้หรือไม่”
ฝั่งไมโครคอนโทรลเลอร์ซีรีส์ RP2XXX ก็เหมือนกัน ถ้ายังสับสนระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์กับ single-board computer ก็อาจไม่เหมาะกับบริบทนั้น
ถ้ามองให้กว้างกว่านั้น เวลาเจอเรื่องแบบนี้ การไม่เริ่มต้นจากสมมติฐานว่า “ฉันเข้าใจถูกแล้ว คนอื่นผิด” จะช่วยให้เรียนรู้ได้เร็วกว่า ควรถามด้วยใจเปิดกว้างให้มาก ตอนนี้เป็นยุคทองของคนเรียนรู้ด้วยตัวเองก็จริง แต่จะเป็นแบบนั้นเฉพาะกับคนที่รักษาความอยากรู้อยากเห็นอย่างถ่อมตนไว้ได้นานเท่านั้น
กำลังทำ โปรเจกต์ศิลปะ LED เป็นงานอดิเรกด้วย WLED ซึ่ง WLED สร้างอยู่บนแพลตฟอร์ม ESP32 เท่านั้น มันสนุกมาก และยังทึ่งกับประสิทธิภาพของบอร์ดเล็ก ๆ พวกนี้กับชุมชนโอเพนซอร์สอยู่เรื่อย ๆ
แพลตฟอร์มคอนโทรลเลอร์ที่ชอบคือสาย QuinLED มีทั้งการกระจายไฟ, ตัวปรับแรงดัน, ลายทองแดงหนา, ตัวต้านทานสายข้อมูลที่ตั้งค่าได้, การรองรับฮาร์ดแวร์เสริมแบบอัจฉริยะ และราคาถูกแค่ราว 30–50 ดอลลาร์ต่อคอนโทรลเลอร์ quinled.info
<https://kno.wled.ge/> คือหน้าเว็บของ WLED และส่วนตัวคิดว่าเป็นหนึ่งใน URL ที่ฉลาดที่สุดเท่าที่เคยมีมา
ดูจาก datasheet แล้วมี อุปกรณ์ต่อพ่วง BitScrambler ซึ่งในแง่ความยืดหยุ่นดูคล้าย PIO ของ Raspberry Pi Pico มาก
สเปกดูดี และต้องรอดูว่าจะใช้เวลานานแค่ไหนกว่าจะออกมาในฟอร์มแฟกเตอร์ Espressif ที่ชอบอย่าง โมดูล WROOM หรือบอร์ดพัฒนาขนาดเล็ก เรื่องราคาก็น่าสนใจเหมือนกัน แต่จนถึงตอนนี้ก็น่าประทับใจที่ในราคาระดับใกล้เคียงกัน แต่ละเจเนอเรชันให้ของมาเยอะขึ้นมาก
ถ้าคาดหวัง RISC-V คอร์ที่ค่อนข้างเร็วและ SIMD ก็อาจลองดู P4 ที่หาซื้อได้แล้วเช่นกัน นาฬิกาเร็วกว่าเล็กน้อยแต่ไม่มีไร้สาย: https://products.espressif.com/#/product-comparison?names=ES...
ยังมีงานน่าสนใจที่ใช้ความสามารถ DSP และการประมวลผลภาพในตัวเพื่อจัดการข้อมูลพิกเซลจำนวนมาก ซึ่งก็น่าจะทำงานคล้ายกันบน S31: https://www.reddit.com/r/WLED/comments/1ry2jd7/wledmmp4_with...
กระทู้คุยก่อนหน้าตอนที่ประกาศเมื่อสองเดือนก่อน: https://news.ycombinator.com/item?id=47561678
ดีที่ชิ้นส่วนตัวเดียวกันกลับมามีทั้ง Wi-Fi และอีเธอร์เน็ตแบบมีสาย อีกครั้ง
แต่ก็เสียการรองรับ MIPI ที่เคยมีในไลน์ P4 dual-core RISC-V ไป
อุปกรณ์เล็ก ๆ พวกนี้น่าสนใจมาก มีโปรเจกต์งานอดิเรกที่อยากเริ่มสักวันหนึ่ง คือวาง SoC 32 ตัว หรือไม่ก็ใช้ SoC จำนวนน้อยกว่านั้นแต่มีคอร์มากกว่า แล้วเชื่อมเข้ากับ อีเธอร์เน็ตฮับ ผ่านลายวงจรบน PCB โดยเหลือพอร์ตเครือข่ายอัปสตรีมไว้อย่างน้อยหนึ่งพอร์ตเพื่อให้ต่อหลายบอร์ดเข้าด้วยกันได้
ผมตั้งใจให้แต่ละคอร์เปิดไฟ LED สีแดงที่ด้านหน้าบอร์ดผ่านตัวจับ LED 90 องศา
อยากมัดบอร์ดแบบนั้น 16 แผ่นเข้าด้วยกันให้เป็น ลูกบาศก์ Connection Machine ขนาดเล็ก
แต่ก็ยังไม่แน่ใจว่าจะเอาคลัสเตอร์เซิร์ฟเวอร์อ่อน ๆ 512 ตัวนี้ไปทำอะไรได้บ้าง อาจจะไว้เรียนรู้วิธีจัดการโหนดจำนวนมากแบบเกินเหตุผล
เป้าหมายหลักคือหาวิธีโปรแกรมมันโดยรักษาสมดุลระหว่างความใช้งานง่ายกับประสิทธิภาพ
ไอเดียอย่าง รอยต่อ PSRAM ก็น่าสนใจ คือให้ทุกคอร์มี PSRAM ของตัวเอง แต่ให้เพื่อนบ้านสลับสิทธิ์ความเป็นเจ้าของกันได้
ถ้าลองทำด้วย ESP32 ก็สงสัยเหมือนกันว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับย่านความถี่วิทยุ เพราะมันเหมือนมีอุปกรณ์ 512 ตัวตะโกนใส่กันอยู่ในพื้นที่เล็ก ๆ
ยินดีที่เห็นการ หันมาใช้ RISC-V มากขึ้นทั่วทั้งไลน์ ESP32 ชิ้นส่วนรุ่นเก่าที่ใช้ Xtensa ก็โอเคอยู่ แต่ถ้าเป็น RISC-V เรื่องเครื่องมือ การรองรับคอมไพเลอร์ และระบบนิเวศระยะยาวน่าจะเป็นระเบียบกว่ามาก
ผมเล่นดนตรีได้นิดหน่อย เลยสนใจเรื่อง เอาต์พุตเสียง
อยากรู้ว่าตอนนี้สถานะของเอาต์พุตเสียง Bluetooth บนไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นอย่างไร ทำความหน่วงต่ำและคุณภาพเสียงสูงได้ไหม?
ถ้าอยากใช้ไร้สายบนฮาร์ดแวร์แบบนี้และลดความหน่วงให้ได้จริง ๆ วิธีหนึ่งคือใช้ ESP32 อีกตัวเพื่อส่งบิตสตรีมตรงระหว่างกัน
หลายปีก่อนผมพยายามจัดสภาพแวดล้อมแต่งเพลงบน DAW แบบงานอดิเรกระหว่างเดินทาง ด้วยโน้ตบุ๊ก Windows ระดับสูง ความหน่วงของเสียง BT จริงจากโน้ตบุ๊กไปหูฟังหรือเอียร์บัดอย่างเดียวก็ใช้ไม่ได้แล้ว และความหน่วงของอินพุตจากคอนโทรลเลอร์ BT MIDI แยกต่างหากก็ใช้ไม่ได้เช่นกัน พอเอาสองอย่างมารวมกัน ความหน่วงรวมยิ่งตลกร้าย
ตอนนั้นปัญหานี้เป็นที่รู้จักกันกว้างขวางและมีการบ่นกันมาก บล็อกเทคนิคบางแห่งรวมถึงบล็อกของ MSFT บอกว่ามีปัญหาในทุกชั้นของสแตก ทั้งไดรเวอร์ เฟิร์มแวร์ ซิลิคอน และอื่น ๆ และกำลังมีงานแก้ความยุ่งเหยิงแบบต้นทางถึงปลายทางนี้อยู่
วิธีแก้บน Windows ที่พอใช้งานได้จริงซึ่งถูกพูดถึงบนออนไลน์ในตอนนั้น มีแค่ใช้อุปกรณ์ไร้สายที่ไม่ใช่ Bluetooth แบบเฉพาะทาง ต้องเสียบ USB dongle เฉพาะเข้ากับโน้ตบุ๊ก แล้วต้องเลือกใช้อุปกรณ์รุ่นหนึ่งโดยเฉพาะ หรือไม่ก็เลือกดองเกิลรับสัญญาณที่รองรับอุปกรณ์ทั้งหมด ซึ่งฟังดูน่าสนใจน้อยกว่าการใช้สายตรง ๆ
หลังจากนั้นผมก็กลับไปค้นดูใหม่ราวปีละครั้ง แต่ก็ยังไม่เห็นรายงานความคืบหน้าที่มีนัยสำคัญ และการพูดถึงงานที่กำลังทำอยู่ก็ดูน้อยลงอีก น่าผิดหวังมาก ฝั่งคุณภาพเสียง BT เองก็ดูไม่ได้ดีขึ้นชัดเจน
ถ้าอยากเลี่ยงคุณภาพเสียงที่แย่ลง ก็ต้องเลือกอุปกรณ์เฉพาะที่รองรับโคเดก BT แบบกรรมสิทธิ์ หรือเปลี่ยนไปใช้ฮาร์ดแวร์ดองเกิลไร้สายที่ไม่ใช่ BT แม้จะยังมีการพูดถึงการปรับปรุงคุณภาพเสียงอยู่บ้าง แต่ก็ยังไม่มีสัญญาณชัดเจนว่ามาตรฐานเสียง BT จะบังคับให้มีคุณภาพขั้นต่ำพื้นฐานที่ดีกว่านี้
ถ้าใครมีข้อมูลว่าความหน่วงพื้นฐาน คุณภาพ หรืออินพุต/เอาต์พุตของอุปกรณ์ BT มาตรฐานบน Windows ดีขึ้นแล้ว ผมอยากฟังมากจริง ๆ