IoT 대중화의 기수 ESP32 시리즈 소개

집을 나온 주인은 외부에서 집안에 남아있는 반려동물의 상태를 CCTV를 통해 확인할 수 있고 집에 돌아가기 전에 미리 에어컨을 돌려놓는 등 예전에는 미래에나 일어날 법한 그런 장면들이 일상이 되었다.

하긴 어렸을 때 영화에서나 나오던 그때 생각했던 그 미래가 지금이긴 한 것 같다. 이런 일들을 가능하게 해주는 IoT, 즉 사물인터넷이라는 말을 많이 들으면서 살고 있다.

이 IoT라는 새로운 기술을 가능하게 해주는 것이 모바일 인터넷과 무선 인터넷이다.

모바일 인터넷은 현재 가장 상용화된 방법이 LTE Cat. M1 이라든가 NB IoT, LoRa등이 있다. 그리고 암튼 이런 기술들을 일일이 나열하자면 통신의 역사까지 들먹거리게 되니 거두절미하고 요즘 가장 핫한 WiFi 제품을 만드는 Espressif 라는 회사의 ESP32제품군들을 소개하고자 한다.

ESP32시리즈는 전작인 ESP8266칩보다 더 다양화되고 진보된 통신 모듈이 임베드된 MCU제품군이다. 전자공학도 입장에서 WiFi를 사용하려면 MCU에 WiFi모듈을 인터페이스 해서 사용하는 구성이 일반적인데 반해 이 제품들은 원칩으로 블루투스나 WiFi가 내장되어 있다. 그래서 보다 더 값싸고 작은 IoT제품의 개발을 가능하게 해 주고 있다.

이 글에서는 Espressif사의 ESP8266과 ESP32 시리즈 제품군을 간단하게 소개하고자 한다.

 

ESP32-S2 시리즈

32비트 MCU 및 2.4GHz Wi-Fi

- 고성능 240MHz 싱글코어 CPU

- 초저전력 성능: 세밀한 클록 게이팅, 동적 전압 및 주파수 스케일링이 가능하다.

- 보안 기능: eFuse, 플래시 암호화, 보안 부팅, 서명 확인, 통합 AES, SHA 및 RSA 알고리즘 등을 사용할 수 있다.

- 주변 장치에는 43개의 GPIO, 1개의 풀 스피드 USB OTG 인터페이스, SPI, I2S, UART, I2C, LED PWM, LCD 인터페이스, 카메라 인터페이스, ADC, DAC, 터치 센서, 온도 센서가 포함된다.

- 공통 클라우드 연결 에이전트 및 공통 제품 기능을 사용 가능하므로 시장 출시 기간을 단축시켜준다.

  

ESP32-S3 시리즈

32비트 MCU 및 2.4GHz Wi-Fi 및 Bluetooth 5(LE)

- 최대 240MHz에서 작동하는 Xtensa® 32비트 LX7 듀얼 코어 프로세서

- 칩의 512KB SRAM 및 384KB ROM, 플래시 및 외부 RAM에 연결할 수 있는 SPI, 듀얼 SPI, 쿼드 SPI, Octal SPI, QPI 및 OPI 인터페이스

- 신경망 컴퓨팅 및 신호 처리 워크로드를 가속화하는 MCU의 벡터 명령에 대한 추가적 지원이 된다.

- 주변 장치에는 45개의 프로그래밍 가능한 GPIO, SPI, I2S, I2C, PWM, RMT, ADC 및 UART, SD/MMC 호스트 및 TWAITM이 포함된다.

- RSA 기반 보안 부팅, AES-XTS 기반 플래시 암호화, 혁신적인 디지털 서명 및 HMAC 주변 장치인 "World Controller"로 보장되는 안정적인 보안 기능을 사용할 수 있다.

 

ESP32-C2 시리즈

32비트 RISC-V MCU 및 2.4GHz Wi-Fi 및 Bluetooth 5(LE)

- 최대 120MHz에서 작동하는 32비트 RISC-V 단일 코어 프로세서

- 최첨단 전력 및 RF 성능

- 칩에 576KB ROM, 272KB SRAM(캐시용 16KB)

- 14개의 프로그래밍 가능한 GPIO: SPI, UART, I2C, LED PWM 컨트롤러, 일반 DMA 컨트롤러(GDMA), SAR ADC, 온도 센서

 

ESP32-C3 시리즈

32비트 RISC-V MCU 및 2.4GHz Wi-Fi 및 Bluetooth 5(LE)

- 최대 160MHz에서 작동하는 4단계 파이프라인이 있는 32비트 RISC-V 단일 코어 프로세서

- 최첨단 전력 및 RF 성능을 가지고 있다.

- 칩의 400KB SRAM 및 384KB ROM, 플래시에 연결할 수 있는 SPI, 듀얼 SPI, 쿼드 SPI 및 QPI 인터페이스

- RSA-3072 기반 보안 부팅, AES-128-XTS 기반 플래시 암호화, 혁신적인 디지털 서명 및 HMAC 주변 장치, 암호화 알고리즘을 위한 하드웨어 가속 지원으로 보장되는 안정적인 보안 기능을 사용할 수 있다.

- 다양한 시나리오 및 복잡한 애플리케이션에 이상적인 풍부한 주변 장치 인터페이스 및 GPIO 를 사용할 수 있다.

 

ESP32-C6 시리즈

32비트 RISC-V MCU 및 2.4GHz Wi-Fi 6 및 Bluetooth 5(LE) 및 IEEE 802.15.4

- 최대 160MHz에서 작동하는 32비트 RISC-V 단일 코어 프로세서

- 최첨단 전력 및 RF 성능을 가지고 있다.

- 칩에 320KB ROM, 512KB SRAM, 16KB 저전력 SRAM, 외부 플래시를 연결하여 사용 가능하다.

- SPI, UART, I2C, I2S, RMT, TWAI 및 PWM을 지원하는 30개(QFN40) 또는 22개(QFN32) 프로그래밍 가능 GPIO

 

ESP32-H2 시리즈

32비트 RISC-V MCU 및 Bluetooth 5(LE) 및 IEEE 802.15.4

- 최대 96MHz에서 작동하는 32비트 RISC-V 단일 코어 프로세서

- 320KB SRAM, 128KB ROM, 4KB LP 메모리 및 외부 플래시를 연결하여 사용 가능하다.

- UART, SPI, I2C, I2S, 원격 제어 주변 장치, LED PWM, 전속 USB 직렬/JTAG 컨트롤러, GDMA, MCPWM을 지원하는 19개의 프로그래밍 가능한 GPIO를 가지고 있다.

- ESP Wi-Fi SoC와 결합하여 Thread 종단 장치는 물론 Thread 경계 라우터 및 Matt Bridge 구축에 사용할 수 있습니다.

 

ESP32 SoC

32비트 MCU 및 2.4GHz Wi-Fi 및 Bluetooth/Bluetooth LE

- 80MHz ~ 240MHz 범위에서 조정 가능한 클록 주파수가 있는 2개 또는 1개의 CPU 코어

- +19.5dBm 출력 전력으로 양호한 물리적 범위 보장

- L2CAP, SDP, GAP, SMP, AVDTP, AVCTP, A2DP(SNK) 및 AVRCP(CT)도 지원하는 레거시 연결용 클래식 Bluetooth

- L2CAP, GAP, GATT, SMP 및 BluFi, SPP와 같은 GATT 기반 프로필을 포함한 Bluetooth 저에너지(Bluetooth LE) 프로필 지원

- Bluetooth 저에너지(Bluetooth LE)는 스마트폰에 연결하여 쉽게 감지할 수 있도록 저에너지 비콘 브로드캐스팅이 된다.

- 절전 전류가 5μA 미만이므로 배터리 전원 및 웨어러블 전자 제품에 적합한 제품군이다.

- 주변 장치에는 정전식 터치 센서, 홀 센서, SD 카드 인터페이스, 이더넷, 고속 SPI, UART, I2S 및 I2C가 포함 된다.

 

ESP8266 SoCs

32비트 MCU 및 2.4GHz Wi-Fi

- 고성능 160MHz 싱글코어 CPU

- +19.5dBm 출력 전력으로 양호한 물리적 범위 보장

- 절전 전류가 20μA 미만이므로 배터리 구동식 및 웨어러블 전자 제품에 적합하다.

- 주변기기에는 UART, GPIO, I2C, I2S, SDIO, PWM, ADC 및 SPI가 포함된다.

 

ESP8266에 대해서는 제품군을 별도로 소개하지 않겠다.

현재 랩원에서는 ESP32 시리즈 모듈을 필요로 하는 업체에 판매하고 있고 개발에 대한 지원도 하고 있다.

개발자들에게 가장 널리 알려진 Arduino IDE같은 개발도구로 손쉽게 저렴한 가격으로 빠른 처리속도와 더 큰 메모리 용량으로 사물인터넷(IoT)을 개발이 가능한 매력적인 ESP32시리즈를 앞으로 다루고자 한다.