Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Nowy układ Espressif ESP32-C3 - oparty na RISC-V

khoam 03 Dec 2020 15:50 6444 4
  • Nowy układ Espressif ESP32-C3 - oparty na RISC-V
    Espressif wprowadził układ ESP8266 w 2014 roku, układ ESP32 w 2016 roku. ESP8266 ze swoim mikrokontrolerem wspierającym tylko łączność Wi-Fi stał się jednym z najpopularniejszych układów dla prostych rozwiązań IoT, podczas gdy ESP32 przed wszystkim znalazł zastosowanie tam, gdzie konieczne było użycie łączności Wi-Fi oraz Bluetooth, większa moc obliczeniowa oraz bezpieczeństwo sieci, jak i samego układu. Te dwa układy stały się niekwestionowanymi liderami segmentu na rynku IoT. W międzyczasie sam rynek IoT bardzo mocno rozwinął się, i dojrzał pod względem funkcjonalności i oczekiwań kosztowych. Dlatego też dla prostych i bezpiecznych rozwiązań IoT Espressif wprowadza ESP32-C3.

    Kluczowe kryteria, które wzięto pod uwagę przy projektowaniu ESP32-C3 to:
    1. Bezpieczeństwo ma pierwszorzędne znaczenie. Nawet najtańsze rozwiązanie IoT musi zapewniać odpowiedni poziom bezpieczeństwa dla typowych zagrożeń bezpieczeństwa.
    2. Dostępność technologii Bluetooth Low Energy jest przydatna w celu poprawy komfortu użytkowania i diagnostyki w terenie.
    3. Chociaż koszt jest bardzo ważnym parametrem, dostępność wystarczającej ilości pamięci dla typowych aplikacji jest równie ważna. Optymalizacja aplikacji pod kątem wykorzystania pamięci przy jednoczesnym utrzymywaniu urządzeń IoT o ograniczonej pamięci jest wyzwaniem.

    ESP32-C3 to jednordzeniowy, 32-bitowy mikrokontroler oparty na RISC-V z 400 KB pamięci SRAM, który może pracować z częstotliwością 160 MHz. Posiada zintegrowane Wi-Fi 2.4 GHz i Bluetooth LE 5.0 z obsługą dalekiego zasięgu. Posiada 22 programowalne GPIO z obsługą ADC, SPI, UART, I2C, I2S, RMT, TWAI i PWM. Szczegółowa dokumentacja techniczna ESP32-C3 jest już dostępna: Link

    Nowy układ Espressif ESP32-C3 - oparty na RISC-V


    Bezpieczeństwo
    Ataki na urządzenia IoT mają ogólnie na celu:
    1. uzyskać dostęp do wrażliwych danych,
    2. uzyskać nieautoryzowaną kontrolę nad urządzeniem,
    3. ukraść tożsamość urządzenia, a następnie uzyskać nieautoryzowany dostęp do chmur urządzeń IoT.
    Istnieją różne sposoby przeprowadzania tych ataków, albo zdalnie, wykorzystując luki w oprogramowaniu i protokołach, albo fizycznie, uzyskując dostęp do urządzenia w celu bezpośredniego dostępu do pamięci flash i wstrzykiwania błędów. Ataki mogą mieć charakter trwały, instalując złośliwe oprogramowanie jako domyślne w urządzeniach IoT. Ważne jest, aby platforma IoT zapewniała wystarczającą ochronę przed tego typu atakami. ESP32-C3 został zaprojektowany w celu rozwiązania tego modelu zagrożeń.

    Bezpieczny rozruch (secure boot): ESP32-C3 implementuje standardowy schemat uwierzytelniania oparty na RSA-3072, aby zapewnić, że na platformie mogą być używane tylko zaufane aplikacje. Ta funkcja chroni przed uruchomieniem złośliwej aplikacji zaprogramowanej w pamięci flash. Bezpieczny rozruch musi być jednocześnie wydajny, aby urządzenia uruchamiające się szybko mogły skorzystać z wbudowanej funkcjonalności.

    Szyfrowanie Pamięci Flash: ESP32-C3 korzysta ze schematu szyfrowania flash opartego na AES-128-XTS, dzięki czemu aplikacja oraz dane konfiguracyjne mogą pozostać zaszyfrowane w pamięci flash. Kontroler pamięci flash obsługuje wykonywanie zaszyfrowanego oprogramowania układowego aplikacji. Nie tylko zapewnia to niezbędną ochronę wrażliwych danych przechowywanych w pamięci flash, ale także chroni przed zmianami oprogramowania układowego w czasie jego wykonywania.

    Podpis cyfrowy i urządzenia peryferyjne HMAC: ESP32-C3 ma urządzenie peryferyjne do podpisu cyfrowego, które może generować podpisy cyfrowe przy użyciu klucza prywatnego chronionego przed dostępem do oprogramowania układowego. Podobnie urządzenie peryferyjne HMAC może generować skrót kryptograficzny z sekretem chronionym przed dostępem do oprogramowania układowego. Większość usług w chmurze IoT korzysta z uwierzytelniania opartego na certyfikacie X.509, a urządzenie peryferyjne z podpisem cyfrowym chroni klucz prywatny urządzenia, który definiuje tożsamość urządzenia. Zapewnia to silną ochronę tożsamości urządzenia, nawet w przypadku wykorzystania luk w zabezpieczeniach oprogramowania.

    World Controller: ESP32-C3 ma nowe urządzenie peryferyjne zwane "world controller" (nawet nie próbowałem tego tłumaczyć). Zapewnia to dwa środowiska wykonawcze w pełni od siebie odizolowane. W zależności od konfiguracji można to wykorzystać do zaimplementowania Trusted Execution Environment (TEE) lub schematu separacji uprawnień. Jeśli oprogramowanie układowe aplikacji ma zadanie, które zajmuje się poufnymi danymi bezpieczeństwa , może skorzystać z tego kontrolera i odizolować jej wykonywanie.

    Bluetooth LE 5.0 z obsługą dalekiego zasięgu
    Zazwyczaj połączone urządzenia używają łączności Wi-Fi do łączenia się z usługami w chmurze. Jednak urządzenia obsługujące tylko Wi-Fi stwarzają pewne trudności w konfiguracji sieciowej urządzeń, ponieważ urządzenia te nie dostarczają niezawodnej informacji zwrotnej o swojej konfiguracji podczas łączenia się z siecią. Dostępność Bluetooth LE w urządzeniu ułatwia konfigurację. Ponadto Bluetooth LE zapewnia łatwe wykrywanie i sterowanie w środowisku lokalnym.
    Poprzednie wersje protokołu Bluetooth LE miały mniejszy zasięg, przez co nie nadawał się jako protokół do lokalnego sterowania na dużych przestrzeniach. ESP32-C3 umożliwia obsługę protokołu Bluetooth LE 5.0 nawet do 100 metrów. Obsługuje również Bluetooth LE Mesh. To sprawia, że jest dobrym rozwiązaniem do sterowania urządzeniami w sieci lokalnej i do bezpośredniej komunikacji z innymi czujnikami wykorzystującymi Bluetooth LE 5.0.

    Pamięć
    Przy dużej różnorodności przypadków użycia i ich wymagań dotyczących pamięci, trudno jest określić najbardziej odpowiedni rozmiar pamięci dla SoC. Ważne jest natomiast, aby wspierać przypadki użycia z jednym lub czasami dwoma połączeniami TLS z chmurą, które są przez cały czas aktywne przez Bluetooth-LE, a jednocześnie obsługują rozsądny zapas pamięci dla aplikacji - 400 KB pamięci SRAM w układzie ESP32-C3 może spełnić te wymagania, jednocześnie utrzymując koszt układu na niskim poziomie. Ponadto ESP32-C3 ma dynamiczne partycjonowanie pamięci instrukcji (IRAM) i danych (DRAM). Zatem pamięć może być efektywnie wykorzystywana. W tym miejscu należy również zauważyć, że zoptymalizowano wymagania dotyczące pamięci podsystemu Bluetooth w porównaniu z układem ESP32.

    Wsparcie oprogramowania
    ESP32-C3 będzie obsługiwany przez platformę ESP-IDF firmy Espressif. Jeśli spojrzy się na całe oprogramowanie ESP-IDF, to duża jego część składa się z komponentów oprogramowania niezależnych od zastosowanego układu ESP. ESP-IDF obsługuje już miliony urządzeń IoT, przechodzi rygorystyczne testy i cykle wydawania. Dojrzałość ESP-IDF, a także znajomość interfejsów API i narzędzi ułatwi programistom tworzenie aplikacji dla ESP32-C3. Dzięki dostępności ESP-IDF, inne komponenty jego oprogramowania, takie jak agenci w chmurze, mogą być używane w ESP32-C3 bez żadnych zmian.

    ESP32-C3 będzie również obsługiwał tryb pracy hostowany, aby zapewnić łączność Wi-Fi i Bluetooth LE dla zewnętrznych mikrokontrolerów lub mikroprocesorów za pośrednictwem ESP-AT oraz ESP-Hosted SDK.


    ESP32-C3 zapewnia tak wiele za cenę zbliżoną do ESP8266. Istnieje wariant układu, ESP32-C3F, który jest wyposażony w zintegrowaną pamięć flash 4MB. Moduły ESP32-C3-MINI-1 mają mały rozmiar (13 × 16,6 mm) i mogą pracować w temperaturze do 105 °C. Dla ułatwienia migracji moduł ESP32-C3-WROOM-1 jest kompatybilny pin-to-pin z modułami ESP-WROOM-02D oraz ESP-WROOM-02. ESP32-C3-WROOM-1 również może pracować w temperaturze do 105 ° C.

    Żródło: Espressif.

    Cool! Ranking DIY
    About Author
    khoam
    Level 39  
    Offline 
    khoam wrote 6425 posts with rating 578, helped 537 times. Live in city Piaseczno. Been with us since 2007 year.
  • CSICSI
  • #2
    khoam
    Level 39  
    Tytułem uzupełnienia
    Espressif ma zamiar również wprowadzić dwa modele płytek deweloperskich z ESP32-C3: ESP32-C3-DevKitM-1 oraz ESP32-C3-DevKitC-1.
    Nowy układ Espressif ESP32-C3 - oparty na RISC-V
    Nowy układ Espressif ESP32-C3 - oparty na RISC-V
  • CSICSI
  • #3
    Lazureus
    Level 10  
    Wie ktoś może czy i gdzie można już kupić te eval boardy ?
  • #4
    khoam
    Level 39  
    Jest w cenniku Soyter.
  • #5
    Lazureus
    Level 10  
    Dzięki za info, wysłałem do nich zapytanie w sprawie kupna.