ESP32-S31

 (espressif.com)
1 poin oleh GN⁺ 22 jam lalu | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • ESP32-S31 adalah mikrokontroler RISC-V 32-bit dual-core yang berjalan hingga 320MHz, ditujukan untuk aplikasi IoT tingkat lanjut yang membutuhkan konektivitas multiprotokol dan HMI yang kaya
  • Konektivitas mencakup 2.4GHz Wi-Fi 6, Thread·Zigbee berbasis IEEE 802.15.4, Bluetooth 5.4 LE dan Bluetooth Classic, serta 1000Mbps Ethernet MAC dalam satu konfigurasi
  • Sistem·memori mencakup 60 GPIO, MMU, 6.86 CoreMark/MHz, 512KB SRAM, koneksi 8-bit DDR PSRAM 250MHz, akses flash·PSRAM secara bersamaan, dan antarmuka SPI khusus yang kompatibel dengan Octal SPI berkecepatan tinggi
  • HMI·audio memadukan kamera DVP, LCD paralel RGB/I8080/MOTO6800, codec JPEG·PPA·2D-DMA, hingga 14 kanal sentuh, LC3-based LE Audio, dan sinkronisasi audio Bluetooth berbasis hardware pada dual I2S
  • Keamanan·perangkat lunak menyediakan TRNG, PUF berbasis RAM, secure boot, enkripsi flash·PSRAM, akselerator AES/RSA/ECDSA/ECC, TEE/APM, dan akan terintegrasi dengan ESP-IDF, ESP-Matter, ESP-BLE-AUDIO, ESP-GMF, serta ESP Private Agents

Ikhtisar

  • ESP32-S31 adalah mikrokontroler RISC-V 32-bit dual-core berperforma tinggi yang berjalan hingga 320MHz, menargetkan aplikasi IoT tingkat lanjut yang membutuhkan konektivitas multiprotokol yang komprehensif serta antarmuka manusia-mesin yang kaya
  • Melalui 60 GPIO, chip ini memberi fleksibilitas untuk desain kompleks yang mengintegrasikan berbagai protokol nirkabel, beragam antarmuka display, dan banyak periferal
  • Cocok untuk beban kerja edge AI dan machine learning, dengan arah penggunaan untuk inferensi neural network, pemrosesan sinyal lanjutan, computer vision, dan aplikasi audio cerdas dalam efisiensi platform embedded

Konektivitas dan performa pemrosesan

  • 2.4GHz Wi-Fi 6 (802.11ax) ditujukan untuk meningkatkan efisiensi transmisi dan menurunkan konsumsi daya, sehingga cocok untuk perangkat bertenaga baterai dan perangkat yang selalu terhubung
  • IEEE 802.15.4 memungkinkan protokol Thread dan Zigbee, sementara Bluetooth 5.4 LE mendukung LE Audio, Direction Finding, dan Bluetooth Mesh 1.1
  • Bluetooth Classic (BR/EDR) menangani kompatibilitas dengan perangkat audio lama dan aplikasi HMI berlatensi rendah, sedangkan 1000Mbps Ethernet MAC menyediakan koneksi kabel bandwidth tinggi yang stabil
  • Sistem ini menggunakan arsitektur RISC-V 32-bit dual-core dengan dukungan MMU, menawarkan performa pemrosesan 6.86 CoreMark/MHz dan 60 GPIO
  • Salah satu core memiliki jalur data 128-bit dan instruksi SIMD untuk mendukung pemrosesan paralel yang cepat
  • Memori terdiri dari 512KB SRAM, koneksi 8-bit DDR PSRAM 250MHz, akses simultan ke flash dan PSRAM, serta ekspansi memori eksternal berbasis antarmuka SPI khusus yang kompatibel dengan mode Octal SPI berkecepatan tinggi

HMI dan audio

  • Input kamera menggunakan antarmuka kamera DVP 8~16-bit, sedangkan LCD mendukung RGB paralel 8~24-bit, I8080, dan MOTO6800
  • Mendukung konversi antara RGB565, YUV422, YUV420, dan YUV411, serta meningkatkan efisiensi pemrosesan gambar dan pembaruan display melalui akselerator hardware codec JPEG, PPA, dan 2D-DMA
  • Menyediakan hingga 14 kanal deteksi sentuh kapasitif, sehingga cocok untuk smart display, video doorbell, panel multimedia, dan aplikasi terintegrasi sentuh·visual·audio
  • Bluetooth 5.4 LE Audio mendukung streaming berkualitas tinggi berdaya rendah berbasis codec LC3 dan audio multistream
  • Bluetooth Classic menangani kompatibilitas dengan headphone, speaker, dan sistem mobil, sementara kontroler dual I2S memberikan sinkronisasi audio Bluetooth di tingkat hardware untuk timing presisi dan latensi rendah

Keamanan

  • Fitur keamanan berbasis hardware menargetkan aplikasi dengan kebutuhan industri yang ketat
  • Mengintegrasikan fungsi TRNG dan PUF berbasis RAM untuk menyediakan fondasi pembuatan kunci dan keamanan perangkat
  • Mendukung secure boot, enkripsi flash dan PSRAM, serta akselerator kriptografi AES-128/256·RSA·ECDSA·ECC
  • Periferal tanda tangan digital berbasis ECDSA melindungi private key dari akses perangkat lunak, sementara TEE dan APM memungkinkan isolasi perangkat lunak untuk deployment multi-aplikasi yang aman

Perangkat lunak dan sumber daya produk

  • ESP32-S31 akan didukung melalui framework pengembangan IoT open source milik Espressif ESP-IDF, ESP-Matter untuk perangkat Matter, ESP-BLE-AUDIO, dan ESP-GMF untuk aplikasi multimedia
  • Platform ESP Private Agents serta integrasi langsung dengan LLM umum diarahkan untuk memungkinkan pembuatan perangkat klien yang dapat menjalankan atau berinteraksi dengan AI agent
  • Sumber daya produk mencantumkan SoC ESP32-S31, modul ESP32-S31-WROOM-3, serta kit pengembangan ESP32-S31-Korvo-1 dan ESP32-S31-Function-Coreboard-1

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 22 jam lalu
Komentar Hacker News

  • Espressif benar-benar sedang melaju pesat, sampai instruksi SIMD pun sudah masuk ke CPU
    Di sistem embedded, core RISC-V punya arti besar. Sekarang kompilasi untuk SoC tidak lagi berarti harus mengunduh toolchain dan SDK proprietari yang setengah rusak, melainkan makin mendekati satu baris rustup target add riscv32imac-unknown-none-elf
    Untuk mulai pengembangan embedded Rust modern, lihat https://kerkour.com/introduction-to-embedded-development-wit... dan https://kerkour.com/rust-esp32-pentest

    • Instruksi SIMD memang ada, tetapi tampaknya floating point hardware tidak ada. Penjelasan modul CORDIC juga mengarah ke perhitungan fixed-point, dan itu konsisten dengan tidak adanya penyebutan floating point
      Modul CAN-FD dan Motor PWM memang kabar baik, tetapi waktu konversi ADC tidak terlihat di mana pun. Untuk kontrol motor dibutuhkan waktu konversi di bawah 1µs, dan setelah menundanya sekitar 15 tahun, tahun lalu akhirnya beralih dari fixed-point ke floating point
    • Namun begitu butuh blok IP seperti Wi-Fi, Ethernet, atau USB, semuanya kembali ke titik awal
    • Penasaran apa arti imac dalam nama target arsitektur itu
    • Agar proyek yang dibayangkan dengan ESP32 benar-benar bisa dibuat semuanya, kita butuh sesuatu seperti Claude Code untuk proyek hardware
      Gabungan 3D printing, pengadaan komponen otomatis, penulisan software kustom, mungkin bahkan lengan robot juga, jadi cukup masukkan komponen ke kotak cantik di atas meja seperti kotak surat. PROFIT
    • Saya sempat mencoba memakai Rust di perangkat seperti ini, tetapi sejauh ini yang saya lihat di sisi RISC-V terasa aneh karena ARM dan RISC-V tampak tercampur

  • Saya berharap semuanya tidak disebut ESP32. Peralihan dari ESP8266 dan ESP8285 ke ESP32 masih masuk akal, tetapi sekarang sudah ada lebih dari 10 varian dengan fitur dan arsitektur berbeda
    Mirip seperti di setiap thread tentang Raspberry Pi Pico (RP2030/RP2350), selalu ada orang yang bingung dengan versi single-board computer
    Kalau mendengar ESP32, yang pertama terbayang bagi saya masih biasanya ESP32 Classic, umumnya WROOM-32E

    • Sepertinya ada kesalahpahaman mendasar tentang bagaimana keluarga produk mikrokontroler disusun
      Bukan berarti ada lebih dari 10 “versi” berbeda fitur. Kata versi memberi kesan perkembangan bertahap seiring waktu, lalu dirusak dengan bongkar-pasang modul
      Yang sebenarnya ada adalah 4–5 lini produk yang berbagi SDK, filosofi desain, struktur harga, rantai pasok, dan kanal dukungan yang sama. Bagi tim engineering yang merancang produk, masing-masing ini sangat penting. Ini bukan hanya soal orang yang belajar sebagai hobi, walau menurut saya dukungan untuk mereka juga cukup bagus
      Di dalam lini-lini itu memang ada versi sebenarnya. Misalnya saat ini terutama ada lini S, C, H, dan P, dan ESP32-S2 sudah tidak lagi direkomendasikan untuk desain baru; pakailah ESP32-S3
      Pada akhirnya, patokan untuk memahaminya adalah: apakah ini chip bernama ESP32 yang bisa dipasang di PCB dan diprogram dengan SDK yang sama
      Seri mikrokontroler RP2XXX juga begitu. Jika orang bingung membedakan mikrokontroler dan single-board computer, mungkin itu memang bukan ranah yang cocok untuk mereka
      Secara lebih luas, saat berhadapan dengan hal seperti ini, belajar akan lebih cepat jika tidak memulai dari asumsi “saya sudah paham dan orang lain yang salah”. Lebih baik banyak bertanya dengan pikiran terbuka; sekarang ini memang masa keemasan bagi pembelajar mandiri, tetapi itu hanya berlaku bagi orang yang bisa mempertahankan rasa ingin tahu yang rendah hati dalam jangka panjang
    • Ini adalah skema penamaan seperti STM32, EFM32, GD32, dan lain-lain
    • Nama itu menunjukkan kompatibilitas ESP-IDF
    • Keluarga produk lain juga mirip. Ada STM32, dan di bawahnya banyak pilihan mulai dari STM32C0 tingkat pemula sampai chip Linux penuh seperti STM32MP2
    • Lucunya, barusan Anda juga mencampuradukkan board pengembangan Pico dan chip-nya, yaitu RP2040

  • Saya sedang membuat proyek seni LED hobi dengan WLED, dan WLED dibangun hanya di atas platform ESP32. Benar-benar menyenangkan, dan performa board kecil ini serta komunitas open source-nya terus terasa mengagumkan
    Platform kontroler favorit saya adalah lini QuinLED. Ada distribusi daya, regulator tegangan, jalur tembaga tebal, resistor jalur data yang bisa dikonfigurasi, dukungan hardware bantu cerdas, dan harganya murah, sekitar 30–50 dolar per kontroler. quinled.info
    <https://kno.wled.ge/> adalah situs WLED, dan menurut saya pribadi itu salah satu URL paling cerdas sepanjang masa

    • Penasaran hardware apa yang dipakai. Ingin tahu LED atau matriks apa yang dibeli, dan model kontroler QuinLED mana yang digunakan. Akhir-akhir ini saya cukup bersenang-senang dengan display HUB75, jadi ingin melihat opsi dan proyek lain juga
    • Saya juga banyak mengerjakan proyek LED, tetapi cuma memakai WS2812. Penasaran kenapa butuh kontroler. Apakah karena kecerahannya besar?
    • cr.yp.to/ juga URL yang cukup keren, dan sudah ada sejak sangat lama

  • Di datasheet saya melihat ada periferal BitScrambler, dan dari sisi fleksibilitas tampaknya sangat mirip dengan PIO milik Raspberry Pi Pico

    Operasi tingkat bit bisa cukup membebani CPU, dan DMA memang dirancang untuk memindahkan pekerjaan seperti ini dari CPU, sehingga ESP32-S31 mengintegrasikan dua periferal khusus bernama BitScrambler. Modul-modul ini dirancang untuk mengubah format data selama transfer antara memori dan periferal. Satu BitScrambler menangani transfer dari memori ke periferal atau dari memori ke memori, dan yang satunya lagi khusus untuk transfer dari periferal ke memori. BitScrambler dapat menangani operasi tingkat bit yang disebutkan sebelumnya, tetapi sebenarnya ini adalah state machine yang fleksibel dan dapat diprogram yang juga mampu melakukan transformasi yang lebih canggih.
    Semoga kegunaannya bisa setara dengan PIO di Pi Pico

  • Spesifikasinya terlihat bagus, dan tinggal dilihat berapa lama sampai hadir dalam modul WROOM atau papan pengembangan kecil, form factor Espressif yang saya sukai. Saya juga penasaran dengan harganya, tetapi sejauh ini cukup mengesankan karena dari generasi ke generasi mereka menawarkan jauh lebih banyak dengan harga yang mirip
    Jika yang dicari adalah core RISC-V yang relatif cepat dan SIMD, P4 yang sudah tersedia sekarang juga layak dilirik. Clock-nya sedikit lebih cepat, tetapi tidak punya nirkabel: https://products.espressif.com/#/product-comparison?names=ES...
    Ada juga pekerjaan menarik yang memanfaatkan kemampuan DSP dan pemrosesan gambar bawaan untuk menangani banyak data piksel, dan tampaknya S31 juga akan bisa bekerja dengan cara serupa: https://www.reddit.com/r/WLED/comments/1ry2jd7/wledmmp4_with...

    • Jika harganya tetap relatif mirip, value for money-nya sepertinya akan luar biasa. Mungkin saya harus menunda lagi side project yang sedang saya kerjakan sekarang supaya bisa kembali ke side project lain yang dulu saya tunda karena masalah optimisasi di ESP32 lama
    • ESP32-S31-WROOM-3 serta dua papan pengembangan berbasis itu, ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 dan ESP32-S31-Korvo-1, sudah dirilis. Semuanya bisa didapat di toko resmi Espressif di Aliexpress

  • Diskusi sebelumnya saat pengumuman dua bulan lalu: https://news.ycombinator.com/item?id=47561678

  • Menyenangkan melihat Wi‑Fi dan Ethernet kabel kembali hadir di komponen yang sama
    Namun dukungan MIPI yang ada di lini P4 dual-core RISC-V hilang

    • Akan sangat bagus kalau keduanya ada dalam chip yang sama
    • Saya penasaran bagaimana Ethernet kabel bekerja secara teknis pada chip seperti ini. Apakah memakai 8 pin GPIO khusus?

  • Perangkat kecil ini benar-benar menarik. Ada satu side project yang suatu hari ingin saya mulai: menata 32 SoC, atau jumlah SoC yang lebih sedikit dengan core yang lebih banyak, lalu menghubungkannya ke hub Ethernet lewat jalur PCB, sambil menyisakan satu atau lebih port jaringan uplink agar banyak papan bisa saling dihubungkan
    Saya membayangkan setiap core akan menyalakan LED merah di bagian depan papan melalui dudukan LED 90 derajat
    Saya ingin menggabungkan 16 papan seperti itu menjadi kubus Connection Machine kecil
    Hanya saja saya belum tahu 512 server yang sangat lemah dalam satu klaster akan dipakai untuk apa. Mungkin hanya untuk belajar cara mengelola node dalam jumlah yang tidak masuk akal

    • Saya selalu ingin membuat mesin n-cube. Secara pribadi saya lebih suka RP2350, dan cukup tertarik memikirkan apa yang bisa dilakukan dengan PIO↔PIO antarchip
      Tujuan utamanya adalah mencari tahu bagaimana memprogram ini sambil menjaga keseimbangan antara kemudahan penggunaan dan performa
      Ide seperti jembatan PSRAM juga menarik. Setiap core punya satu PSRAM, tetapi kepemilikannya bisa dipertukarkan dengan tetangganya
      Saya juga penasaran apa yang akan terjadi pada spektrum frekuensi nirkabel jika dilakukan dengan ESP32. Soalnya itu seperti 512 perangkat saling berteriak dalam ruang kecil

  • Menyenangkan melihat adopsi RISC-V makin meluas di seluruh lini ESP32. Komponen lama berbasis Xtensa juga baik-baik saja, tetapi dengan RISC-V, tool, dukungan compiler, dan ekosistem jangka panjang akan terasa lebih rapi

  • Saya sedikit bermain musik, jadi tertarik pada output audio
    Saya penasaran bagaimana kondisi output audio Bluetooth dari mikrokontroler saat ini. Apakah latency rendah dan output berkualitas tinggi memungkinkan?

    • Latency rendah pada audio Bluetooth bergantung pada codec, dan codec terbaik kebanyakan bersifat proprietari
      Jika benar-benar ingin menekan latency sambil tetap memakai nirkabel di perangkat seperti ini, salah satu caranya adalah memakai satu ESP32 lagi untuk mengirim bitstream langsung di antara keduanya
    • Produk Espressif tidak ideal untuk audio Bluetooth. Dukungan Classic Bluetooth, yang masih paling umum dipakai untuk audio Bluetooth, tidak konsisten, dan pada banyak model terbaru bahkan tidak ada sama sekali
    • Saya penasaran apakah ada alasan khusus mengapa ingin nirkabel. Setahu saya audio Bluetooth itu berantakan, jadi saya tidak ingin memakainya untuk musik. Lebih baik pakai kabel saja, dan spektrum nirkabel sudah terlalu padat
    • Untuk penggunaan musik yang serius, dari pemutaran audio sampai input MIDI, saya setuju bahwa Bluetooth di Windows adalah bencana
      Beberapa tahun lalu saya mencoba menyusun lingkungan komposisi DAW hobi saat bepergian dengan laptop Windows kelas atas. Latency audio BT aktual dari laptop ke headphone atau earbud saja sudah tidak bisa dipakai, dan latency input dari kontroler BT MIDI terpisah juga sama tidak berguna. Kalau keduanya digabung, total latency-nya jadi konyol
      Saat itu masalahnya sudah dikenal luas dan banyak dikeluhkan. Beberapa blog teknis, termasuk blog MSFT, mengatakan ada masalah di semua lapisan stack, dari driver, firmware, sampai silikon, dan ada pekerjaan yang sedang berjalan untuk membereskan kekacauan end-to-end ini
      Satu-satunya solusi Windows yang layak dipakai di dunia nyata yang disebut-sebut online adalah menggunakan perangkat nirkabel non-Bluetooth tertentu. Harus menancapkan dongle USB khusus ke laptop, lalu memilih satu perangkat tertentu atau dongle receiver yang mendukung semua perangkat, terasa kurang menarik dibanding sekadar memakai kabel
      Sejak itu saya masih mengeceknya lagi kira-kira setahun sekali, tetapi belum melihat laporan kemajuan yang berarti, dan pembahasan tentang pekerjaan yang sedang berlangsung juga makin jarang. Sangat mengecewakan. Soal kualitas audio BT pun tampaknya tidak banyak membaik
      Untuk menghindari penurunan kualitas audio, Anda harus memilih perangkat tertentu yang mendukung codec BT proprietari, atau beralih ke hardware dongle nirkabel non-BT. Memang ada pembicaraan tentang peningkatan kualitas audio, tetapi belum terlihat tanda yang jelas bahwa standar audio BT akan mewajibkan kualitas minimum bawaan yang lebih baik
      Jika ada informasi tentang peningkatan latency bawaan, kualitas, atau input perangkat BT standar di konfigurasi Windows, baik untuk input maupun output, saya benar-benar ingin mendengarnya