ESP8266: Что внутри «народного wi-fi»?
Наша первая статья о Wi-Fi-чипе ESP8266 была тепло встречена хабра-сообществом. Не смотря на то, что содержала мало конкретной информации. Тому была веская причина — NDA, подписанное нами для получения SDK от производителя решения, компании Espressif. Именно поэтому мы просто рассказали, «вот, есть такое решение». Чтобы заинтересованные имели возможность обратить внимание.
На днях мы (проект COOLRF, не забудьте подписаться на наше ВКонтакт-сообщество, если вы еще не состоите в нём) получили разрешение производителя чипа на публикацию в наших статьях информации, ранее попадавшей под условия соглашения о неразглашении. Всех, кого интересовали подробности — welcome под кат.
Типовые сценарии использованияESP8266 создан для использования в умных розетках, mesh-сетях, IP-камерах, беспроводных сенсорах, носимой электронике и так далее. Одним словом, ESP8266 появился на свет, чтобы стать мозгом грядущего «Интернета вещей».Предусмотрено два варианта использования чипа: 1) в виде моста UART-WIFI, когда модуль на базе ESP8266 подключается к существующему решению на базе любого другого микроконтроллера и управляется AT-командами, обеспечивая связь решения с инфраструктурой Wi-Fi; 2) реализуя новое решение, использующее сам чип ESP8266 в качестве управляющего микроконтроллера.
Первый сценарий был кратко описан в нашей прошлой статье. Реализуется он с помощью любого из недорогих китайских ESP8266-модулей. Хорошо подходит любителям ардуино и тем, у кого уже есть в руках готовая схематика и отлаженная прошивка на базе чего-то своего, горячо любимого.
Второй вариант сценария предусматривает написание индивидуальной прошивки для управления чипом «изнутри». В данный момент прошивка должна быть написана для фирменного компилятора. С чем, в основном, и связаны требования к неразглашению информации вокруг этого решения. В обозримом будущем производитель планирует перейти на использование GCC и эти ограничения будут сняты.
Сценарий использования чипа в качестве управляющего микроконтроллера интересен тем, что позволяет создать устройства, действительно небольшие и реально долго работающие от батарей. Для работы с периферией на борту ESP8266 есть все необходимые возможности.
Ключевые характеристики
Чип ESP8266 является одним из самых высоко-интегрированных решений для работы с WiFi. Внутри чипа уместилась куча всего того, что в конкурирующих решениях часто является частью внешней обвязки: 
В итоге типовая обвязка чипа состоит всего из нескольких элементов. Меньше элементов = меньше цена компонентов, меньше стоимость пайки, меньше площадь размещения, меньше стоимость печатной платы. Что прекрасно подтверждается актуальными ценами модулей на базе героя нашего сегодняшнего обзора.
Управляет всем этим интегрированным хозяйством расширенная версия 32-битного процессора Tensilica«s L106 Diamond series. Что же интересного внутри?
802.11 b/g/n protocol Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP Integrated TCP/IP protocol stack Integrated TR switch, balun, LNA, power amplifier and matching network Integrated PLL, regulators, and power management units +20.5dBm output power in 802.11b mode Supports antenna diversity Power down leakage current of < 10uA SDIO 2.0, SPI, UART STBC, 1x1 MIMO, 2x1 MIMO A-MPDU & A-MSDU aggregation & 0.4μs guard interval Wake up and transmit packets in < 22ms Standby power consumption of < 1.0mW (DTIM3) Ultra Low Power Technology Энергопотребление — одна из самых важных характеристик решения, претендующего стать мозгом миллиардов устройств Интернета вещей. С чем связана популярность BLE и различных собственных реализаций радиоинтерфейсов? Ведь в конечном счете все устройства на базе этих реализаций все равно стремятся попасть в обычный Wi-Fi с помощью специальных устройств-мостов.Секрет прост — сложно создать устройство, подключенное к WiFi, достаточное время работающее на автономном питании. Потребители не готовы менять батареи в датчиках каждые два-три месяца. Поэтому «выход в сеть» приходилось обеспечивать мостами, подключенным к постоянному электричеству. ESP8266 должен решить эту проблему. Теперь Wi-Fi можно использовать даже в автономных датчиках, работающих на небольших батареях. Благодаря использованию продвинутых механизмов управления энергопотреблением решения.
Если бегло посмотреть на характеристики потребления чипа, можно остаться в неведении. 215mA в режиме передачи — ничего особенного? Да, но стоит вчитаться в даташит и начинаешь понимать перспективы решения. ESP8266 потребляет около 60uA в режиме глубокого сна (с работающими часами реального времени) и меньше 1.0mA (DTIM=3) или меньше 0.5mA (DTIM=10) в режиме поддержания связи с точкой доступа Wi-Fi.
Что дальше? Сегодня мы разместили в нашей группе ВКонтакте оригинальный даташит самой свежей версии. В нем есть полные характеристики решения и примерами схематических решений. Смотрите раздел «Документы» (справа, внизу). Скоро там же появится документы с описаниями AT-протокола моста UART-WIFI и фирменного API программирования чипа. Следите за нашей деятельностью, будущее обещает быть интересным.
