프로젝트에 적합한 마이크로 컨트롤러 선택 : ESP32, RP2040 및 STM32 로의 깊은 다이빙

마이크로 컨트롤러는 다양한 제어 전자 장비, 자동화 시스템, 군사 장비, 의료 장비, 가정 기기 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.데이터 샘플링 프로세스 중에 다양한 비정상적인 상황을 처리하고 데이터 정확도와 신뢰성을 보장하며 에너지 효율적인 저전력 소비 모드를 구현하며 작업 효율성을 향상시킬 수 있습니다.오늘, ESP32, RP2040 및 STM32 마이크로 컨트롤러의 차이점을 살펴보고 프로젝트에 가장 적합한 칩을 선택합니다.

마이크로 컨트롤러는 단일 칩의 주요 부분을 통합하는 단일 칩 마이크로 컴퓨터입니다.일반적으로 자동차 전자 시스템, 가정 기기 및 의료 장비와 같은 다양한 전자 장치 및 시스템을 제어하고 모니터링하는 데 사용됩니다.메모리, 마이크로 프로세서, 시스템 제어 로직 회로, 입력 및 출력 인터페이스로 구성된 통합 회로 칩입니다.프로그래밍을 통해 다양한 제어 작업을 구현하고 입력 및 출력 인터페이스를 통해 외부 장치와 통신 할 수 있습니다.

ESP32는 Espressif Systems에서 시작한 고도로 통합 된 저전력 시스템 온 칩 (SOC) 마이크로 컨트롤러입니다.무선 통신, 듀얼 코어 프로세서, 저전력 기능 및 풍부한 주변 장치를 결합합니다.다양한 사물 인터넷 응용 프로그램에 적합합니다.32 비트 듀얼 코어 프로세서로 구동됩니다. 하나는 Wi-Fi 연결을위한 것이고 다른 하나는 코드를 실행용합니다.ESP32는 Wi-Fi 및 Bluetooth Connectivity를 지원하며 512KB RAM, 448 KB ROM 및 34 GPIO 핀을 갖추고 있습니다.

RP2040 Raspberry Pi의 첫 번째 마이크로 컨트롤러입니다.264KB의 내부 SRAM이 있으며 최대 16MB의 오프 칩 플래시 메모리를 지원합니다.40nm 프로세스 노드를 통해 제조 된이 It은 고성능 기능을 최소한의 동적 전력 사용과 혼합하고 여러 저전력 모드를 사용하여 확장 된 배터리 구동 작동을 보장합니다.RP2040의 컴팩트 한 크기, 에너지 효율 및 인상적인 성능은 광범위한 IoT 및 임베디드 시스템 응용 프로그램에 적합한 선택입니다.

STM32 마이크로 컨트롤러는 ARM Cortex-M Core를 기반으로 ST Microelectronics가 제조 한 32 비트 마이크로 컨트롤러이며 사물 인터넷, 무선 통신 및 산업 제어와 같은 임베디드 필드에서 사용됩니다.다른 응용 시나리오 및 특성에 따라 다른 시리즈와 모델로 나눌 수 있습니다.그중에는 STM32F0, STM32F1, STM32F4, STM32F7 및 기타 시리즈가 있습니다.

ESP32는 글로벌 반도체 회사 인 Espressif Systems에서 제조합니다.2008 년에 설립 된이 회사는 안전하고 안정적인 무선 통신 MCU 칩을 포함하여 AIOT 필드의 소프트웨어 및 하드웨어 제품의 개발 및 설계에 중점을 둡니다.주요 제품에는 ESP8089 시리즈 칩, ESP8266 시리즈 칩, ESP32 시리즈 칩, ESP8266 시리즈 모듈 및 ESP32 시리즈 모듈이 포함됩니다.

RP2040은 영국의 자선 재단 인 Raspberry Pi Foundation에서 제조했습니다.Raspberry Pi는 Linux 시스템을 실행할 수 있으며 하드웨어 확장을위한 많은 프로그래밍 가능한 GPIO를 제공하는 카드 크기의 개발 보드입니다.

STM32는 ST Microelectronics에 의해 제조되었으며, 이는 이탈리아의 SGS Microelectronics와 France의 Thomson Semiconductor의 합병에서 발생했습니다.스마트 여행, 전력 에너지, 사물 인터넷 및 기타 분야에서 광범위한 제품 레이아웃이 있습니다.이 제품 범위는 개별 다이오드 및 트랜지스터에서 복잡한 시스템 온 칩 장치, 참조 설계, 응용 프로그램 소프트웨어, 제조 도구 및 사양을 포함한 플랫폼 솔루션에 이르기까지 다양합니다.Stmicroelectronics는 다양한 산업 부문의 주요 공급 업체로 광범위한 고객에게 광범위한 서비스 및 제품을 제공합니다.

그들의 핀아웃은 다음과 같습니다.

-GPIO : 34 개의 GPIO 포트가있어 다양한 주변 장치를 연결하고 제어 할 수 있습니다.

- Wi-Fi 및 Bluetooth 모듈 : 내장 Wi-Fi 및 Bluetooth 4.2 모듈, 무선 통신 가능

-듀얼 코어 : 대부분의 ESP32는 듀얼 코어이며, 2 개의 Xtensa 32 비트 LX6 마이크로 프로세서가 제공됩니다.

- 보안 : 암호화 및 디지털 서명과 같은 보안 기능을 지원합니다.

- 저전력 소비 : 여러 전력 절약 모드가 있으며 가장 낮은 전력 소비량은 5μa에 불과합니다.

- 고성능 : 240MHz 듀얼 코어 프로세서, 520KB RAM 및 4MB 플래시 메모리가 있습니다.

- Micropython은 기본적으로 지원되므로 소프트웨어에 능숙하지 않은 사용자가 인터넷에서 오픈 소스 프로그램을 얻고 서로에게 영향을 미치지 않으면 서 자신의 요구에 따라 유연하게 사용하는 사용자에게 편리합니다.

- 각 핀은 독립적으로 프로그래밍 할 수 있으며 일반적으로 사용되는 다양한 프로토콜을 생성하는 데 사용할 수 있습니다.

-RP2040의 핀은 가장 일반적으로 사용되는 직렬 버스를 지원하기 위해 그룹으로 유연하게 구성 할 수 있습니다.

- 두 개의 암 피질 M0+ 코어가 있습니다.

- Raspberry Pi Foundation에서 40nm TSMC 실리콘 웨이퍼로 제조했으며 7 × 7 mm QFN-56SMD 패키지 설계를 사용합니다.

- 많은 유형의 칩 모델과 광범위한 범위가 있습니다.

- 스택 보호, 메모리 보호, 디버깅 및 추적 보호 및 기타 보안 보호 기능이 내장되어 있습니다.

-STM32 마이크로 컨트롤러 시리즈에는 여러 타이머, ADC, DAC, 카운터, PWM 출력, 통신 인터페이스 등을 포함한 풍부한 주변 장치가 있습니다.

- 프로그램 코드 및 데이터 저장을위한 다양한 용량의 플래시 메모리가 내장되어 있습니다.

-Arm Cortex-M 코어를 사용하여 처리 성능이 뛰어나고 달리기 속도가 있습니다.

-다양한 저전력 모드를 제공하여 프로세서와 주변 장치를 저전력 상태로 만들어 배터리 수명을 연장하거나 전력 소비를 줄일 수 있습니다.

-전원 공급 장치 전압 범위는 2.2V-3.6V이며, 내장 스위칭 전원 관리 장치 (SMU) 및 저전압 레귤레이터 (LDO)가 있습니다.

- Bluetooth 오디오 전송 (A2DP/AVRCP/SPP)을 지원합니다.

-160 또는 240 MHz에서 실행되는 듀얼 코어 32 비트 LX6 마이크로 프로세서

-150Mbps의 최대 전송 속도로 STA/AP/STA+AP 작업 모드를 지원합니다.

- 센서, 액추에이터 및 기타 주변 장치를 연결하기위한 최대 34 개의 프로그래밍 가능한 GPIO 핀

- 치수는 23.5 x 17.5 mm입니다.

- 전원 공급 장치, 데이터 케이블 및 프로그래밍을위한 USB Type-C 인터페이스

- 30 개의 GPIO 핀이 있으며 그 중 4 개는 아날로그 입력으로 사용할 수 있습니다.

-6 개의 독립 은행의 264KB 온칩 SRAM

- 이중 피질 M0+ 코어, 최대 133MHz (기본 48MHz)

- I2C, CAN, SPI, USART 등과 같은 여러 통신 프로토콜을 지원합니다.

- 일반적으로 여러 타이머와 카운터가 있으며 다양한 타이밍 및 제어 응용 프로그램에 사용할 수 있습니다.

- BGA, LQFP, TSSOP 등과 같은 다양한 패키지를 제공합니다.

- 디지털 GPIO 핀, ADC 입력 핀 등을 포함한 다양한 핀이 있습니다.

- 공급 전압 범위는 3.3V 또는 5V입니다.

- 스마트 홈 시스템

- 드론 및 로봇 제어

- 센서 데이터 수집 및 모니터링

- 건강 추적 및 의료 기기

- IoT 장치 및 응용 프로그램

- 산업 자동화 및 내장 제어

- 똑똑한 집

- 의료 장비

- IoT 장치

- 내장 오디오 및 비디오

- 의사소통

- 항공 우주

- 의료 장비

- 차량 전자 장치

- 자동화 된 산업

위의 것 외에도 I/O, 가격 및 클록 주파수 측면에서 ESP32, RP2040 및 STM32 사이에 약간의 차이가 있음을 알 수 있습니다.

처음에, I/O와 관련하여 RP2040은 상대적으로 적은 수의 포트를 자랑하며 ESP32와 STM32는 모두 더 많은 포트 및 주변 장치를 지원합니다.둘째, 가격과 관련하여 RP2040은 ESP32 및 STM32에 비해보다 예산 친화적 인 옵션을 제공합니다.마지막으로, 클럭 주파수 측면에서 ESP32는 클럭 속도가 최대 240MHz 인 32 비트 프로세서를 사용하는 반면 STM32는 일반적으로 72MHz ~ 180MHz 범위 내에서 작동합니다.반면에 RP2040은 최대 133MHz에 도달 할 수있는 클럭 속도의 16 비트 프로세서를 사용합니다.

따라서 성능, 가격, 응용 프로그램 시나리오 등과 같은 요소를 종합적으로 고려하고 자체 요구에 따라 적절한 마이크로 프로세서를 선택해야합니다.

4 개의 RP2040 IO는 내부 기능에 사용됩니다 - LED, 온보드 스위치 모드 전원 공급 장치 (SMP) 전원 제어를 구동하고 시스템 전압을 감지합니다.

RP2040에는 내부 SAR (연속 근사치 레지스터) ADC가 있습니다.ADC는 독립적 인 48MHz 시계를 사용하며 샘플은이 시계의 96 사이클을 사용하여 (2US)를 완료합니다.페이싱 타이머는 샘플이 수집되는 속도를 줄이기 위해 사용될 수 있습니다 (그러나 모든 개별 변환은 항상 96 사이클이 필요합니다).

STM32 마이크로 컨트롤러는 다양한 산업에서 중요한 역할을합니다.자동차 산업에서는 엔진 제어, 안전 시스템, 인포테인먼트 시스템 등에 사용됩니다.소비자 전자 장치에서 STM32 마이크로 컨트롤러 스마트 폰, 태블릿, 스마트 워치 및 홈 자동화 시스템과 같은 전원 장치.

둘 다 그들의 기능에 좋습니다.ESP32는 STM32 Nucleo가 내장되어 있지 않은 WiFi 기능을 제공합니다.Nucleo STM32는 ARM Cortex -MX 기반의 시장이 좋은 시장입니다.

ESP32는 완전한 독립형 시스템 또는 호스트 MCU의 슬레이브 장치로서 수행하여 기본 애플리케이션 프로세서의 통신 스택 오버 헤드를 줄일 수 있습니다.ESP32는 다른 시스템과 인터페이스하여 SPI / SDIO 또는 I2C / UART 인터페이스를 통해 Wi-Fi 및 Bluetooth 기능을 제공 할 수 있습니다.