ESP32 vs STM32: Kuris mikrovaldiklis jums yra geresnis?
2024-04-29 87778

ESP32 yra „System-On Chip“ mikrovaldiklių serija, integruota su dvigubo režimo „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“.Kita vertus, „STM32“ yra 32 bitų mikrovaldiklių serija, kurią paleido „STMicroelectronics“.Nors abu naudoja 32 bitų architektūrą, diskusijos apie jų santykius, atlikimo skirtumai ir pranašumai konkrečiose srityse tęsiasi.Kuris yra pranašesnis, STM32 ar ESP32?Šiame straipsnyje pateiktas išsamus palyginimas, padedantis priimti pagrįstą sprendimą!

„ESPRESIF Systems“ sukurtas ESP32 yra galingas „Wi-Fi“ lustas, veikiantis maksimaliu 230 MHz dažniu, naudojant 40 nm procesą ir pasižymintis dvigubų branduolių 32 bitų MCU.Šis lustas palaiko dvigubo režimo „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“ juostoje 2,4 GHz juostoje, kurios skaičiavimo galia yra iki 600 DMIP.Pažangios jo funkcijos apima dinaminį įtampos mastelį, kelis energijos taupymo režimus ir tikslią laikrodžio vartų technologiją.ESP32 integruoja įvairius komponentus, tokius kaip galios stiprintuvas, mažai triukšmo stiprintuvas, filtras, galios valdymo modulis, antena ir RF balun, skirtas patikimumui ir gamybos lengvumui, veikiančiam plačiame temperatūros diapazone nuo –40 ° C iki 125 °.C.Tai palaiko kelis komunikacijos protokolus, įskaitant I2C, I2S, SPI ir UART, patenkinti įvairius taikymo poreikius.

STMICROELECTRONICS, „STM32“ parodo mikrovaldiklių seriją, kur „ST“ reiškia „Stmicroelectronics“, „M“ mikrovaldikliui, o „32“ rodo jos 32 bitų CPU architektūrą.Šie mikrovaldikliai yra sukurti aplink ARM „Cortex-M“ serijos procesorius, įskaitant įvairius modelius, tokius kaip „Cortex-M0“, „M0+“, „M3“ ir „M7“.„STM32“ serija yra padalinta į kelias poskyrias, ypač STM32F101 ir STM32F103 serijas.STM32F101 veikia esant 36 MHz, o STM32F103 serija veikia aukštesniu 72 MHz dažniu.Pastarasis siūlo patobulintas funkcijas su daugiau RAM ir periferinių įrenginių, suteikiančių reikšmingą pranašumą sudėtingesnėms programoms.

„STM32“ mikrovaldiklyje yra „XTensa“ procesorius, konfigūruojamas kaip dvigubo branduolio arba vieno branduolio blokas.Procesoriaus veikimo laikrodžio greitis svyruoja nuo 160 iki 240 MHz.Jis skirtas efektyvumui ir pasižymi 320KB RAM ir 448KB ROM, optimizuojant našumo ir saugojimo talpą.

Programos, kurioms reikalingas ypač mažas energijos suvartojimas, mikrovaldiklyje naudojamas ypač mažas galios (ULP) procesorius.

Ryšys yra STM32 mikrovaldiklio stiprumas:

„Bluetooth“: jis palaiko „Bluetooth V4.2 BR/EDR“, įgalindamas tvirtą ir patikimą belaidį ryšį.

„Wi-Fi“: „Wi-Fi 802.11 B/G/N“ įtraukimas užtikrina, kad mikrovaldiklis gali sklandžiai prisijungti prie interneto ir kitų tinklo sujungtų įrenginių.

STM32 palaiko įvairius periferinius įrenginius, todėl tai yra labai universalus:

• Jis turi 12 bitų SAR ADC, galintį valdyti iki 18 kanalų, užtikrinančių aukšto tikslo analoginio-skaitmeninio konversijos.
• Į mikrovaldiklį įeina 34 programuojami GPIO kaiščiai.
• Jame yra dvigubos 8 bitų DAC, dvigubos I2C sąsajos ir dvigubos I2S sąsajos.
• Kitos sąsajos yra „Can Bus 2.0“, „Ethernet Mac“ sąsaja, palaikanti laiko protokolus, ir infraraudonųjų spindulių nuotolinio valdymo pultas.
• Mikrovaldiklis taip pat palaiko iki 16 variklio PWM ir LED PWM kanalų.
• Tai apima „Hall Effect“ jutiklio sąsają, išplėsdama jo praktiškumą magnetinio lauko aptikimo metu.

„STM32“ mikrovaldiklio šerdis yra ARM „Cortex-M4F“ procesorius.Šis procesorius veikia esant 84 MHz arba 100 MHz laikrodžio greičiui, kurio išplėtimas iki 168 MHz arba 180 MHz, kad būtų reiklesnės.Šis diapazonas leidžia vartotojams pasirinkti tinkamą greitį, atsižvelgiant į jų konkrečius apdorojimo poreikius, efektyviai subalansuoti energijos suvartojimą ir našumą.

• Bendroji atmintis: „Microcontroller“ yra aprūpintas iki 192 kb bendrosios paskirties statinės atminties, tinkamos saugoti programos duomenis ir eksploatavimo instrukcijas.
• „Core“ sujungta atmintis: Papildoma 64 kb branduolinė atmintimi suteikia greitesnį prieigos laiką.
• Akumuliatoriaus palaikoma atmintis: Taip pat yra nedidelis akumuliatoriaus palaikomos atminties segmentas, iki 80 baitų, užtikrinantis programų patikimumą, reikalaujantį duomenų išlikimo.

„STM32“ mikrovaldikliai siūlo įvairias „Flash“ laikymo galimybes - 512 kb, 1024 kb arba 2048 kb, suteikia daug vietos sudėtingoms programoms.Be to, įkrovos atmintyje gali būti taikoma iki 512 duomenų saugojimo, kritiškos pradiniam sistemos apkrovai ir vykdymui.

„STM32“ yra aprūpintas įvairiais periferiniais įrenginiais, todėl jis yra labai universalus ir tinkamas skirtingiems tikslams:

• USB sąsaja: joje yra USB 2.0 OTG („On-to-Go“) ir FS (visas greitis), leidžiantis tiesiogiai jungtis ir greitai perduoti duomenis su kitais USB įrenginiais.
• Ryšio protokolai:„CAN 2.0B“ sąsaja palaiko patikimą transporto priemonės ryšio standartą, o kelios I2C sąsajos gali prisijungti prie įvairių mažo greičio periferinių įrenginių, tokių kaip jutikliai ir maži ekranai.
• Saugojimas ir nuoseklioji komunikacija: jis palaiko „Usart“ serijinei komunikacijai, SDIO, kad būtų galima saugiai įvesti duomenis ir išvestis, ir tris SD/MMC kortelių laiko tarpsnius, palengvinant didelį duomenų registravimą ir saugojimą.
• Laiko ir jutimo periferiniai įrenginiai: pažengę periferiniai įrenginiai, tokie kaip tikslūs laikmačiai, budėjimo laikmačiai, siekiant užkirsti kelią sistemos gedimams, temperatūros jutikliams stebėti įrenginio šilumą, DMA efektyviam duomenų valdymui ir CRC, kad būtų galima patikrinti klaidas, užtikrinti sklandų ir patikimą veikimą.

ESP32 ir STM32 mikrovaldikliai tarnauja skirtingiems tikslams ir „Excel“ skirtingose ​​programose, kiekvienoje siūlo unikalias funkcijas, pritaikytas konkrečiems reikalavimams.Čia yra išsamus palyginimas, padedantis suprasti jų skirtumus:

ESP32: Pirmiausia skirtas IoT ir intelektualiosioms namų programoms, ESP32 yra idealus įrenginių sujungimui ir valdymui internete, nes yra įmontuotos „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“ galimybių.

STM32: Ši lustas plačiai naudojamas pramoninės valdymo sistemose, automobilių elektronikoje ir medicinos prietaisuose, kur labai svarbu tvirtumas ir platus įvesties/išvesties funkcionalumas.

ESP32: pasižymi dviejų branduolių procesoriaus architektūra su 1 aukšto našumo centriniu procesoriumi ir 1 mažos galios centriniu procesoriumi, idealiai tinkančiu užduotims, reikalaujančioms efektyvaus energijos valdymo, neprarandant našumo.

STM32: Paprastai naudojama vieno ar kelių branduolių architektūra, teikianti galingas sudėtingų algoritmų ir apdorojimo užduočių skaičiavimo galimybes.

ESP32: Integruojamas „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“ ryšys tiesiai ant lusto, palaikant įvairius maitinimo būdus, kad prailgintų prijungtų įrenginių akumuliatoriaus veikimo laiką.

STM32: Trūksta ESP32 natūralių ryšių funkcijų, tačiau kompensuoja puikią skaičiavimo galią ir platesnį periferinių sąsajų diapazoną (pvz., USB, CAN BUS ir Ethernet prievadus), leidžiančią ją valdyti sudėtingesnes programas.

ESP32: „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“ įtraukimas kartu su išsamia SDK ir kūrimo įrankių grandine supaprastina kūrimo procesą, todėl lengviau įgyvendinti funkcijas be didelės aparatinės įrangos kompetencijos.

STM32: Dėl integruotų ryšių technologijų trūkumo paprastai reikia sudėtingesnio programavimo ir sąrankos, reikalaujant daugiau laiko ir techninių žinių iš kūrėjų.

Bendroji kainodara: ESP32 kaina paprastai yra mažesnė nei STM32, todėl tai yra ekonomiškas pasirinkimas kūrėjams, daugiausia dėmesio skiriant jungiamumui pagrįstiems projektams.

Aukščiausios klasės modeliai: Tam tikros pažangios ESP32 versijos (pvz., Tos, kurios naudoja „Lorawan“), gali būti didesnė už kai kuriuos „STM32“ modelius, atspindinčius jų siūlomas papildomas ryšių funkcijas.

Nors ESP32 dėl ekonominio efektyvumo gali tapti pageidaujama alternatyva studentų grupėms, produkto pasirinkimo požiūriu nėra tobulas pakaitalas.Renkantis reikia atsižvelgti į kelis veiksnius, ir nerealu manyti, kad vienas gali visiškai pakeisti kitą.Tiek ESP32, tiek STM32 yra plačiai naudojami mikrovaldikliai, kurių kiekvienas turi unikalius pranašumus ir trūkumus.

ESP32 mikrovaldiklį galima užprogramuoti naudojant įvairias programinės įrangos platformas, tarp kurių „Arduino IDE“ ir „Micropython“ yra ypač populiarūs kūrėjų pasirinkimai.Kiekvienas įrankis patenkina skirtingus programavimo poreikius ir nuostatas, supaprastindamas įvairių programų kūrimo procesą.

Programavimas naudojant „Arduino IDE“: „Arduino IDE“ yra atvirojo kodo integruota plėtros aplinka, palaikanti programavimą C ++.Jis žinomas dėl savo patogios sąsajos, todėl ji yra lengvai prieinama net programuojant naujokus.Kūrėjai gali pasinaudoti oficialiais „Arduino Resources“ ir daugybe esamų bibliotekų ir pavyzdžių kodų, kuriuos pateikia įvairūs trečiųjų šalių bendraautoriai, kad būtų galima greitai pradėti.Aplinka yra sukurta patogiam derinimui ir greitam vystymuisi, žymiai pagreitinant procesą nuo koncepcijos iki prototipo.„Arduino IDE“ leidžia pritaikyti ir išplėsti kodą per papildomas bibliotekas, kurias galima sklandžiai integruoti, kad būtų patobulintas funkcionalumas arba pridedama naujų funkcijų.

Programavimas naudojant „Micropython“: Kita vertus, „Micropython“ yra „Python 3“ diegimas, skirtas specialiai mikrovaldikliams.Tai leidžia rašyti „Python“ scenarijus įterptoms sistemoms, kurios yra suvaržytos išteklių ir reikalauja mažos galios.„Micropython“ išsiskiria dėl savo paprastumo ir aiškumo, todėl tai yra tinkamiausias pasirinkimas programuotojams, kurie vertina Python skaitomumą ir tiesmukišką sintaksę.Tai yra ideali platforma tiems, kurie nori panaudoti glaustą „Python“ programavimo stilių, kad būtų sukurtas efektyvus ir kompaktiškas kodas, tinkamas tokiems įrenginiams kaip ESP32 su ribotomis saugojimo ir apdorojimo galimybėmis.

Tiek STM32, tiek ESP32 yra išsamūs integruotų periferinių įrenginių rinkiniai, įskaitant GPIO, ADC, DAC, Timers, UART, I2C ir SPI.Pažymėtina, kad „STM32“ linkęs pasiūlyti didesnį lankstumą ir valdymą - iki 140 I/O kaiščių, palyginti su ESP32 40 kaiščių.Be to, „STM32“ taip pat teikia sudėtingesnius laikmačius, kelis ADC ir DAC, aparatinės įrangos šifravimo pagreitį ir įvairias kitas papildomas funkcijas.

Teoriškai ESP32 nėra būdingų komponentų, kurie nusidėvi.

Taip, ESP32 yra pramoninio lygio plėtros plokštė, specialiai sukurta pritaikymui pramoninėje aplinkoje.