樂鑫 ESP32-C2，微小而重要

ESP32-C2 微小而重要

在全球半導(dǎo)體產(chǎn)能緊缺的大背景下，樂鑫科技 (688018.SH) 作為芯片設(shè)計(jì)公司，在盡力爭取產(chǎn)能的同時(shí)不斷進(jìn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，讓同等數(shù)量的晶圓能夠產(chǎn)出更多芯片。

樂鑫 ESP32-C2 是一款全新推出的集成 Wi-Fi 4 和 Bluetooth 5 (LE)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)芯片。該芯片在 2021 年全球半導(dǎo)體大緊缺時(shí)立項(xiàng)，今天它終于從一個(gè)想法到實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這款芯片最重要的一個(gè)目標(biāo)就是盡可能地減少對(duì)晶圓面積的占用，以及減少對(duì) flash 容量的需求。簡而言之，該芯片針對(duì)高容量、低數(shù)據(jù)速率的簡單物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，如智能插座、智能照明等。

ESP32-C2 采用 4mm x 4mm QFN 封裝，內(nèi)置 272 KB SRAM，優(yōu)化了 ROM 代碼設(shè)計(jì)，可減少對(duì) flash 容量的需求。ESP32-C2 沿用樂鑫成熟的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)框架 ESP-IDF，并且支持 ESP-Jumpstart 和 ESP RainMaker? 等應(yīng)用平臺(tái)。ESP-IDF 搭載實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，支持全線 ESP32 系列物聯(lián)網(wǎng)芯片的開發(fā)。ESP-IDF 目前由樂鑫和開發(fā)者社區(qū)共同維護(hù)，廣泛應(yīng)用在遍布全球的數(shù)億顆樂鑫芯片之上。

值得一提的是，ESP32-C2 使用的 Wi-Fi 4 和 Bluetooth 5 (LE) 技術(shù)，以及內(nèi)置的基于 RISC-V 指令集開發(fā)的 32 位 MCU (120 MHz) 都來自于樂鑫自研，由此可節(jié)省 IP 授權(quán)費(fèi)用，進(jìn)一步降低成本。

如果您希望為設(shè)備添加簡單又穩(wěn)定的無線連接功能，那么這顆小尺寸、低成本的 ESP32-C2 芯片就非常合適。選擇樂鑫，一定不會(huì)錯(cuò)。

達(dá)到邊界的射頻性能

小身材，大性能。在 ESP32-C2 的研發(fā)過程中，通過減小芯片面積以及縮小封裝尺寸，我們發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)意想不到的優(yōu)點(diǎn)：由于雜散和寄生的減少，芯片的射頻性能得到了進(jìn)一步提升。

ESP32-C2 在 “802.11n, MC7 (72.2 Mbps)” 模式下，當(dāng)輸出功率達(dá)到 18 dBm 時(shí)，依然能保持良好的 EVM 性能 (<-30 dB) 。而且在 802.11b/g/n 其他多種數(shù)據(jù)速率模式下，輸出功率可達(dá)到或超過 20 dBm。在 “802.11b, 1 Mbps” 模式下，典型的接收靈敏度在 -97 到 -100 dBm 之間，接收電流僅為 58 mA。

路由器的傳輸性能通常會(huì)比客戶端設(shè)備更好。然而，通過 ESP32-C2，客戶端設(shè)備可以擁有和路由器一樣出色的輸出功率（不包括多天線路由器)。市場上大多數(shù)客戶端設(shè)備只有在低數(shù)據(jù)率模式下才能達(dá)到 20 dBm 的輸出功率，但 ESP32-C2 在部分高數(shù)據(jù)率模式下也能達(dá)到 20 dBm。因此，當(dāng)用戶擁有很多設(shè)備的時(shí)候，選用 ESP32-C2 可以減少數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間并同步提高整體的信號(hào)質(zhì)量。

設(shè)備可連接的最遠(yuǎn)距離是由設(shè)備可傳輸?shù)淖畲蠊β屎徒邮侦`敏度決定的，或者是由允許傳輸?shù)淖畹蛿?shù)據(jù)速率決定的。這也就是說，在 “802.11b, 1Mbps” 模式下達(dá)到 20 dBm 的輸出功率，同時(shí)具有極好的接收靈敏度，就可以實(shí)現(xiàn)最遠(yuǎn)距離 (通常情況下，為了滿足 FCC 的認(rèn)證要求會(huì)保留一些邊界，比如達(dá)到 19.5 dBm 或再低些)。如果您的應(yīng)用需求是追求最大化的物理距離，可以檢查您選用的芯片在 “802.11b, 1Mbps” 模式下的接收靈敏度和傳輸功率，ESP32-C2 已達(dá)到可允許的最大邊界。

除了物理距離之外，如果您的目標(biāo)是開發(fā)音頻相關(guān)的應(yīng)用，更大的帶寬也會(huì)有很大幫助。

Matter標(biāo)準(zhǔn)

智能家居互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn) Matter 可應(yīng)用于任何支持 IP 的網(wǎng)絡(luò)棧。在即將發(fā)布的第一版 Matter 標(biāo)準(zhǔn)中，它將支持 Wi-Fi、Thread 和以太網(wǎng)協(xié)議。
以下是 Matter 運(yùn)行在 Wi-Fi 和 Thread 協(xié)議棧上的優(yōu)劣勢比較：

Matter over Wi-Fi

優(yōu)勢

• 低延遲，高吞吐量
• Wi-Fi 路由器普及率非常高

劣勢

• 耗電量大，電池供電難以支撐
• 在沒有附加 mesh 協(xié)議的情況下，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模受到限制，只能有一級(jí)連接

Matter over Thread

• 優(yōu)勢
• 低功耗，支持電池供電
• 支持大規(guī)模 mesh 組網(wǎng)（一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可容納約 250 個(gè)設(shè)備）

劣勢

• 低吞吐量，高延遲
• 需要一個(gè)邊界路由器來接入 IP 網(wǎng)絡(luò)，目前還未完全普及

當(dāng)下，Wi-Fi 的普及率已經(jīng)相當(dāng)高，因此將普通的 Wi-Fi 設(shè)備遷移到 Matter Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)，可以推動(dòng) Matter 標(biāo)準(zhǔn)的迅速普及。
ESP32-C2 作為一款支持 Matter 標(biāo)準(zhǔn)的低成本 Wi-Fi 芯片，對(duì)于 Matter 標(biāo)準(zhǔn)的推廣普及具有重要意義。

申領(lǐng)樣品

ESP32-C2 系列芯片包含多款變型。請(qǐng)聯(lián)系樂鑫的客戶支持團(tuán)隊(duì)申領(lǐng)樣品，構(gòu)建最具成本效益的物聯(lián)網(wǎng)方案。

如果您希望了解樂鑫的更多產(chǎn)品，歡迎訪問樂鑫官網(wǎng)瀏覽芯片和模組的詳細(xì)信息，或前往選型工具選擇合適的產(chǎn)品進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)。
您還可以訪問樂鑫 ESP-IDF 的官方文檔和 GitHub 頁面，詳細(xì)了解我們開源且成熟的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)框架。