בחירת בקר המיקרו הנכון לפרויקט שלך: צלילה עמוקה ל- ESP32, RP2040 ו- STM32

בקרי מיקרו נמצאים בשימוש נרחב בציוד אלקטרוני בקרה שונים, מערכות אוטומציה, ציוד צבאי, ציוד רפואי, מכשירי בית ותחומים אחרים.הם יכולים להתמודד עם מצבים חריגים שונים במהלך תהליך דגימת הנתונים, להבטיח דיוק נתונים ואמינות, ליישם מצבי צריכה בעלי כוח נמוך חסכוניים באנרגיה ולשפר את יעילות העבודה.היום, בואו נחקור את ההבדלים בין בקרי מיקרו ESP32, RP2040 ו- STM32 כדי לבחור את השבב המתאים ביותר לפרויקט שלך.

בקר מיקרו הוא מחשב מיקרו של שבב אחד המשלב את החלקים העיקריים של מחשב מיקרו על שבב יחיד.בדרך כלל הוא משמש לבקרה ולפקח על מכשירים ומערכות אלקטרוניות שונות כמו מערכות אלקטרוניות לרכב, מכשירי חשמל ביתיים וציוד רפואי.זהו שבב מעגל משולב המורכב מזיכרון, מעבד מיקרו, מעגל לוגיקה לבקרת מערכת וממשקי קלט ופלט.זה יכול ליישם משימות בקרה שונות באמצעות תכנות ולתקשר עם מכשירים חיצוניים באמצעות ממשקי קלט ופלט.

ESP32 הוא בקר מיקרו משולב מאוד של SOC (SOC), שהושק על ידי Espressif Systems.הוא משלב תקשורת אלחוטית, מעבדי ליבה כפולים, תכונות בעלות כוח נמוך, וציוד היקפי עשיר.זה מתאים ליישומי אינטרנט של דברים שונים.זה מופעל על ידי מעבד 32 סיביות ליבה כפולה, האחד לקישוריות Wi-Fi והשני להפעלת קוד.ESP32 תומך ב- Wi-Fi וקישוריות Bluetooth, יש 512 kB זיכרון RAM, 448 KB ROM ו- 34 סיכות GPIO.

RP2040 הוא בקר המיקרו הראשון של Raspberry Pi.יש לו 264 קילוגרם SRAM פנימי ותומך עד 16MB של זיכרון פלאש מחוץ לשבב.הוא מיוצר באמצעות צומת תהליך של 40nm, הוא משלב יכולות בעלות ביצועים גבוהים עם שימוש כוח דינמי מינימלי ומעסיק מספר מצבים בעלי עוצמה נמוכה כדי להבטיח פעולה מורחבת המופעלת על סוללות.הגודל הקומפקטי של RP2040, יעילות אנרגיה וביצועים מרשימים הופכים אותו לבחירה מתאימה למגוון רחב של יישומי מערכת IoT ומוטמעים.

בקר STM32 מיקרו-בקר הוא בקר מיקרו 32 סיביות המיוצר על ידי מיקרואלקטרוניקה ST המבוססת על ליבת Cortex-M ARM ומשמש בשדות משובצים כמו האינטרנט של הדברים, תקשורת אלחוטית ובקרה תעשייתית.על פי תרחישי יישומים שונים ומאפיינים, ניתן לחלק אותו לסדרות ודגמים שונים.ביניהם, הנפוצים כוללים STM32F0, STM32F1, STM32F4, STM32F7 וסדרות אחרות.

ה- ESP32 מיוצר על ידי Espressif Systems, חברת מוליכים למחצה גלובלית.הוא שנוסד בשנת 2008, הוא מתמקד בפיתוח ועיצוב של מוצרי תוכנה וחומרה בשדה AIOT, כולל שבבי MCU לתקשורת אלחוטית בטוחים ויציבים, הם בעלי ביצועים מצוינים והם חסכוניים.המוצרים העיקריים שלה כוללים שבבי ESP8089 Series, CHIPS Series ESP8266, CHIPS SERIES ESP32, מודולי סדרת ESP8266 ומודולי סדרת ESP32.

RP2040 מיוצר על ידי קרן Raspberry PI, קרן צדקה בבריטניה.Raspberry Pi הוא לוח פיתוח בגודל קלפים שיכול להריץ מערכת לינוקס ומספק GPIOs רבים הניתנים לתכנות להרחבת חומרה.

STM32 מיוצר על ידי ST Microelectronics, שנבע מהמיזוג של מיקרואלקטרוניקה של SGS של איטליה ומוליכים למחצה של צרפת.יש לו מגוון רחב של פריסות מוצרים בנסיעות חכמות, אנרגיית חשמל, אינטרנט של דברים ושדות אחרים.טווח המוצרים שלו נע בין דיודות וטרנזיסטורים נפרדים וכלה במכשירים מורכבים של מערכת-על-שבב, ועד פתרונות פלטפורמה מלאים, כולל עיצובי הפניה, תוכנת יישומים, כלי ייצור ומפרטים.Stmicroelectronics הוא ספק מרכזי למגזרים תעשייתיים שונים, ומספק מגוון רחב של שירותים ומוצרים למגוון רחב של לקוחות.

הפינאוט שלהם הוא כדלקמן.

- GPIO: יש לו 34 יציאות GPIO, שיכולות לחבר ולשלוט בהיקפי היקפי שונים.

- מודול WiFi ו- Bluetooth: מודול WiFi ו- Bluetooth 4.2 מובנה, המסוגל לתקשורת אלחוטית

-ליבה כפולה: רוב ESP32s הם ליבה כפולה, הם מגיעים עם שני מעבדי מיקרו-מעבדי LX6 של XTENSA 32 סיביות.

- אבטחה: תומך בתכונות אבטחה כמו הצפנה וחתימות דיגיטליות

- צריכת חשמל נמוכה: יש לו מצבים מרובים לחיסכון בחשמל, וצריכת החשמל הנמוכה ביותר היא רק 5μA.

- ביצועים גבוהים: יש לו מעבד ליבה כפולה של 240 מגה הרץ, זיכרון RAM של 520KB וזיכרון פלאש של 4MB.

- Microphython נתמך באופן טבעי, מה שהופך את זה לנוח למשתמשים שאינם טובים במיוחד בתוכנה להשיג תוכניות קוד פתוח מהאינטרנט ולהשתמש בהן בגמישות בהתאם לצרכים שלהם מבלי להשפיע זה על זה.

- ניתן לתכנת כל סיכה באופן עצמאי וניתן להשתמש בה כדי לייצר פרוטוקולים שונים ומותאמים אישית.

- ניתן להגדיר את הסיכות של RP2040 בקבוצות באופן גמיש כדי לתמוך באוטובוסים הסידוריים הנפוצים ביותר.

- יש לו שתי ליבות Cortex M0+ בפנים.

- הוא מיוצר על ידי קרן Raspberry Pi על רקיק סיליקון של 40nm TSMC ומשתמש בעיצוב חבילה של 7 × 7 מ"מ QFN-56SMD.

- ישנם סוגים רבים של דגמי שבבים וכיסוי רחב.

- יש לו הגנת ערימה מובנית, הגנת זיכרון, ניפוי באגים והגנה על מעקב, ופונקציות אחרות להגנת אבטחה.

- לסדרת STM32 של בקרי מיקרו יש שפע של ציוד היקפי, כולל טיימרים מרובים, ADC, DAC, דלפקים, פלט PWM, ממשקי תקשורת וכו '.

- יש לו זיכרון פלאש מובנה של יכולות שונות לאחסון קוד תוכניות ונתונים.

- הוא משתמש ב- ARM Cortex-M Core, בעל ביצועי עיבוד מצוינים ומהירות ריצה.

-הוא מספק מגוון מצבים בעלי עוצמה נמוכה, שיכולים להכניס את המעבד וציוד היקפי למצב בעל עוצמה נמוכה כדי להאריך את חיי הסוללה או להפחית את צריכת החשמל.

-טווח המתח של אספקת החשמל שלו הוא 2.2V-3.6V, עם יחידת ניהול חשמל מובנית (SMU) וווסת מתח נמוך (LDO).

- הוא תומך בהעברת שמע Bluetooth (A2DP/AVRCP/SPP).

-מעבד מיקרו-סיביות של 32 סיביות LX6 פועל ב -160 או 240 מגהרץ

- הוא תומך במצב עבודה STA/AP/STA+AP, עם קצב שידור מקסימלי של 150 מגהביט לשנייה.

- עד 34 סיכות GPIO לתכנות לחיבור חיישנים, מפעילים וציוד היקפי אחרים

- מידותיו הן 23.5 על 17.5 מ"מ.

- ממשק USB Type-C לחיבור אספקת חשמל, כבל נתונים ותכנות

- יש לו 30 סיכות GPIO, 4 מתוכם יכולות לשמש ככניסות אנלוגיות.

- 264KB SRAM על שבב בשישה בנקים עצמאיים

- ליבות Cortex M0+ כפולות, עד 133 מגה הרץ (ברירת מחדל 48 מגה הרץ)

- זה תומך בפרוטוקולי תקשורת מרובים כמו I2C, CAN, SPI, USART וכו '.

- בדרך כלל יש לו מספר טיימרים ודלפקים וניתן להשתמש בהם ביישומי תזמון ובקרה שונים.

- הוא מספק חבילות שונות כמו BGA, LQFP, TSSOP וכו '.

- יש לו מגוון סיכות כולל סיכות GPIO דיגיטליות, סיכות קלט של ADC וכו '.

- טווח מתח האספקה שלו הוא 3.3V או 5V.

- מערכת בית חכם

- בקרת מזל"ט ורובוט

- איסוף וניטור נתוני חיישנים

- מעקב אחר בריאות ומכשירים רפואיים

- מכשירי IoT ויישומים

- אוטומציה תעשייתית ובקרה משובצת

- בית חכם

- ציוד רפואי

- מכשירי IoT

- אודיו ווידאו משובצים

- תקשורת

- חלל

- ציוד רפואי

- אלקטרוניקה לרכב

- תעשייה אוטומטית

בנוסף לאמור לעיל, אנו יכולים ללמוד שיש כמה הבדלים בין ESP32, RP2040 ו- STM32 מבחינת קלט/פלט, מחיר ותדר שעון.

בתחילה, ביחס לקלט/פלט, RP2040 מתגאה במספר צנוע יחסית של יציאות, ואילו גם ESP32 וגם STM32 מספקים תמיכה למגוון גדול יותר של יציאות וציוד היקפי.שנית, בנוגע לתמחור, RP2040 מציע אפשרות ידידותית יותר לתקציב בהשוואה ל- ESP32 ו- STM32.לבסוף, מבחינת תדרי השעון, ESP32 משתמש במעבד של 32 סיביות עם מהירות שעון של עד 240 מגה הרץ, ואילו STM32 פועלת בדרך כלל בטווח של 72 מגה הרץ עד 180 מגה הרץ.לעומת זאת, RP2040 משתמש במעבד של 16 סיביות עם מהירות שעון שיכול להגיע עד 133 מגהרץ.

לכן עלינו לשקול באופן מקיף גורמים כמו ביצועים, מחיר, תרחישי יישומים וכו ', ולבחור את המעבד המתאים בהתאם לצרכים שלנו.

ארבעה RP2040 IO משמשים לפונקציות פנימיות - נהיגה של LED, על בקרת חשמל של LED, על גבי מיתוג (SMPS) ולחשת מתחי המערכת.

ל- RP2040 יש SAR פנימי (פנקס קירוב ברציפות) ADC.ה- ADC משתמש בשעון עצמאי של 48 מגהרץ, ומדגם לוקח 96 מחזורים של שעון זה כדי להשלים (2US).ניתן להשתמש בטיימר צעדה כדי להפחית את המהירות בה נאספים דגימות (אך כל המרה פרטנית תמיד אורכת 96 מחזורים).

בקרי מיקרו STM32 ממלאים תפקיד חיוני בענפים שונים.בתעשיית הרכב הם משמשים לבקרת מנוע, מערכות בטיחות, מערכות אינפוטיננט ועוד.באלקטרוניקה צרכנית, מכשירי חשמל STM32 בקרי מיקרו -בקרי STM32 כמו סמארטפונים, טאבלטים, שעונים חכמים ומערכות אוטומציה ביתיות.

שניהם טובים לתכונות שלהם.ESP32 נותן לך תכונת wifi כאשר STM32 Nucleo אין לך מובנה.ו- Nucleo STM32 הוא Cortex -MX מבוסס ARM יש שוק טוב.

ESP32 יכול לבצע כמערכת עצמאית שלמה או כמכשיר עבדים ל- MCU מארח, ולהפחית את תקופת התקשורת על מעבד היישומים הראשי.ESP32 יכול להתממשק עם מערכות אחרות כדי לספק פונקציונליות Wi-Fi ו- Bluetooth באמצעות ממשקי SPI / SDIO או I2C / UART.