ESP32-S3技術仕様と開発ボード詳細解説

ESP32-S3技術仕様と開発ボード詳細解説

小智AI音声ロボットはESP32-S3 SoCをベースに構築されています。本文書はESP32-S3の詳細な技術仕様、ハードウェアアーキテクチャ、開発ボード選択ガイドを提供します。

I. ESP32-S3 SoCコア仕様

1.1 プロセッサアーキテクチャ

CPU構成

• プロセッサ: デュアルコア32bit Tensilica Xtensa LX7
• 動作周波数: 240 MHz（低消費電力向けに80MHz/160MHzに調整可能）
• 浮動小数点: 単精度FPUサポート、32bit浮動小数点演算
• AI命令セット: ニューラルネットワーク推論加速用ベクター命令内蔵
• 性能: 最大600 DMIPS演算能力
• マルチコア協調: デュアルコアで異なるタスクを独立実行可能

超低消費電力コプロセッサ（ULP）

• タイプ: RISC-V 32bitコプロセッサ（RV32IMC）
• 周波数: 17.5 MHz
• 機能: センサーデータ収集、メインコントローラー起動
• 消費電力: 22 μA（ULP実行中、メインコアスリープ時）

1.2 メモリ構成

Flashストレージ

• 内蔵Flash: オプション0/2/4/8MB（16MB推奨）
• 外部Flash: Quad SPI対応、最大64MB
• 実行モード: XIP（execute in place）対応で性能向上
• 暗号化: ハードウェアFlash暗号化サポート

RAM構成

• SRAM: 512KB内蔵高速SRAM
• ROM: 384KB mask ROM + 16KB RTC専用SRAM
• 外部PSRAM: 最大32MB SPI/Octal PSRAMサポート
• メモリマッピング: 32bitアドレス空間、統一メモリアクセス

1.3 ワイヤレス接続

Wi-Fi仕様

• プロトコル標準: IEEE 802.11 b/g/n
• 周波数帯域: 2.4 GHz（20/40MHz帯域幅サポート）
• データレート: 最大150 Mbps
• セキュリティ: WPA3/WPA2/WPA/WEP複数暗号化
• モード: STA/AP/STA+AP同時実行
• 消費電力: 接続モード<100mA、スリープモード<5μA

Bluetooth仕様

• 標準: Bluetooth 5.0 LE（低エネルギーBluetooth）
• 送信電力: +21 dBm（最大）
• 受信感度: -98 dBm
• 接続: 複数接続サポート、最大10 LE接続
• メッシュ: Bluetooth Meshネットワーキング対応
• プロトコルスタック: 完全BLEプロトコルスタック