ESP32-S31: чип від Espressif запускає Linux і наближається до Raspberry Pi

Новий ESP32-S31 від Espressif виглядає не як мікроконтролер, а радше як одноплатний комп'ютер із Linux: гігабітний Ethernet, хост-контролер USB, два слоти для SD-карток, вхід для камери й паралельний LCD-контролер. XDA Developers розібралася, що чип насправді вміє.

Периферія, ближча до SBC

Головна новина — мережа: MAC Ethernet на 1000 Mbps, роз'єм RJ45 і PHY, що використовує RGMII-інтерфейс чипа, — саме RGMII уможливлює гігабіт. У старшого ESP32-P4 MAC лише на 100 Mbps. USB представлено контролером High-Speed OTG із повнорозмірним гніздом Type-A.

Поруч — SDIO-контролер на два слоти, інтерфейс камери DVP, паралельний LCD-контролер до 24-бітного RGB, два контролери I2S з апаратною синхронізацією Bluetooth-звуку та контролер CAN FD. Радіо: Wi-Fi 6 2.4 GHz, Bluetooth 5.4 та 802.15.4 для Thread і Zigbee.

Справжня MMU — і Linux, що завантажується

У CPU два 32-бітних ядра RISC-V до 320 MHz, кожне з блоком обчислень із рухомою комою, одне з них — зі 128-бітним шляхом SIMD, плюс окреме малопотужне ядро на 40 MHz. Найбільша зміна — MMU: раніше чипи ESP32 вживали це слово для блока, що лише відображав flash і PSRAM, а S31 реалізує дворівневі таблиці сторінок Sv32 і режими привілеїв Machine, Supervisor та User.

Це дозволяє звичайному ядру Linux працювати в режимі supervisor, а прошивці — нижче, у machine. Espressif у серпні випустила Linux BSP на Buildroot і U-Boot і каже, що він "ще не рекомендований для продакшену". Спільнота пішла далі: один порт запускає Linux 6.18 з драйверами майже для всієї апаратури, інший на Linux 7.1 виводить консоль на LCD-панель 800x480.

Пам'ять — це стеля

Пам'ять і є обмеженням: на чипі 512 KB SRAM, а два варіанти мають 16 або 32 MB PSRAM у корпусі; максимум — 64 MB, і контролера DRAM немає — Milk-V Duo S має 512 MB RAM. Ці збірки тримають ядро у flash, щоб не витрачати PSRAM, а без GPU і NPU повноцінний робочий стіл недосяжний.

Ранній етап і заплутана назва

Назва "S31" заплутує — наче це ревізія S3, з якою вона майже не пов'язана. Jeroen Domburg, Technical Marketing Manager в Espressif, у коментарі на Hackaday написав: "We actually never intended the CPU architecture to be part of the name."

ESP32-S31 — не одноплатний комп'ютер, і Linux на ньому поки що іграшка. Але це перший ESP32, чия периферія, пропускна здатність і модель привілеїв наближаються до сучасного SBC — цього досить для термінала, хоч і не для робочого столу.