乐鑫（Espressif）在 2014 年推出的 ESP8266 Wi-Fi 芯片，因为芯片模组化、板卡化的零售价仅 5 美元，便宜到让人不可思议，加上可以与 Arduino 系统板连接，或使用 Arduino IDE 整合开发环境等，瞬间在创客界爆红！
强化安全防护能力的ESP32-S2
Espressif 之后趁胜追击，在 2016 年推出 ESP8266 的后续芯片 ESP32，ESP32 同时具备 Wi-Fi 与 Bluetooth 通讯能力，较 ESP8266 的纯 Wi-Fi 通讯更佳，其他各方面也都有强化。
2019 年 Espressif 再针对 ESP32 芯片的安全防护能力进行强化，成为 ESP32-S 系列芯片，2020 年 2 月底，Espressif 再推出 S 系列的新版芯片，即 ESP32-S2（2019年9月即预告，2020年2月底正式供货，工程样品2019年6月即已提供）。
表面上 ESP32-S 与 ESP32-S2 只有一个数字之别，但芯片内部却有大程度的翻动，到底有哪些变化？以下内容将对此讨论。
ESP32-S2内部功能方块图
ESP32编号规则
无论是 ESP32-S、ESP32-S2 其实都只是泛称，ESP32 芯片有其编号规则，除了开头必然是 ESP32 外，之后搭配不同的英文字母与数字而有不同的含义：
ESP32-ABCDE
- A栏：芯片内有几个控制器核心，如果为字母D（Dual）为双核核心，如果是S（Single）为单核核心。
- B栏：芯片内是否有嵌入式的闪存，如果为数字 0 表示没有，如果是 2 表示有 16Mbit 容量的闪存。
- C栏：芯片的无线通讯能力，字母 WD 指的是芯片内有 Wi-Fi（11b/g/n传输率）也有 Bluetooth（BT、BLE均有），不过 ESP32-S2 只有 Wi-Fi 没有 Bluetooth。
- D栏：芯片的封装（或称构装）方式，如果是 Q6 表示是以 QFN 6x6mm 方式封装，无任何字母数字则为 QFN 5x5mm 方式封装。
- E栏：芯片的晶圆层面改版（wafer level），写 ECO V3 则为 ECO V3 版，无任何字母数字则为 ECO V3 之前的版本。ECO V3 是一连串的芯片电路修正与强化。
ESP32系列芯片编号原则
控制器核心升级
ESP32-S2 的第一个特点是控制器核心的架构提升，之前的 ESP32 芯片使用 Xtensa LX6，而 S2 改用 Xtensa LX7，且之前多数 ESP32 芯片多为双核，S2 则为单核，ESP32 的各系列中也有一款为单核，即 ESP32-S0WD。S2 的运作时脉为 240MHz，此前的 ESP32 即有 160MHz、240MHz 的版本，因此运作频率上未有提升。
除了主控制器外，其实 ESP32 内部搭配即时钟子系统运作的还有一个附属的超低功耗处理器（Ultra-Low power Processor, ULP），过去 Espressif 未揭露 ULP 的架构与规格，但 S2 则确定改用开放源码的 RISC-V 架构。
新的 ULP 使 S2 更省电，在闲置（idle）模式时不到 5uA 电力，如果把运作周期（duty cycle）设定在 1% 则也只耗 24uA 电力。此前的 ESP32 芯片在深度睡眠时也仍要耗 10u A电力。
ESP32-S2之前的ESP32内部功能方块图。
内部内存减少、I/O引脚增加
ESP32-S2 缩减了内部内存的容量，SRAM 自 520KB 降至 320KB，ROM 则自 448KB（64KB＋384KB）降至 128KB，Espressif 未说明缩减原因，笔者估计是在芯片电路面积有限的权衡取舍下，减少内存资源以增强 ESP32-S2 所强调的安全防护能力。
不过 S2 增强了外部内存的扩充能力，如果使用 SPI 连接 RAM 内存而言，之前的 ESP32 系列芯片只能达 8MB，S2 却可达 128MB；而以 SPI 连接外部闪存时，之前的 ESP32 系列芯片可达 16MB，S2 则可到 1GB。
在 GPIO 方面，之前的 ESP32 系列有 34 个可用的 I/O 引脚，S2 则增加至 43 个，触控用的 I/O 引脚也自 10 个增至 14 个。
其他如 S2 具备 LCD 显示的连接，在此之前的 ESP32 系列上不具备；I2S 之前在 ESP32 有两组，但在 S2 上仅剩 1 组；S2 可连接 USB OTG（Full Speed 12Mbps）而原有 ESP32 不行；之前 ESP32 可支持 CAN、SDIO，以及以太网，此方面 S2 均取消。
取消双模，专注Wi-Fi
S2 取消了 Bluetooth 通讯能力，但却强化了 Wi-Fi 能力，虽然同样是 11n 速率标准但加入了 TOF（Time-of-Flight）能力，可让 Wi-Fi 实现测距、定位功能。
安全性强化、封装增大
S2 顾名思义是安全防护强化型的第二款，S2 支持 RSA 3072 非对称密码，闪存内的敏感资料可用 AES256-XTS 方式加密保护；S2 提供 4096bits 的 eFuse（熔丝，写入一次即无法再改变）储存且有一半可供应用程序使用，另外也加入数字签章功能。
在封装方面，之前的 ESP32 为 5x5mm、6x6mm，而 S2 增成 7x7mm。
ESP32-S2的封装略为增大
可应用范围广泛
ESP32 本来即锁定 16 种应用，S2 延续其诉求但再新增两种：USB 需求的相关应用及触控相关应用。另外 S2 也更聚焦于本有 16 种中的 3 种，包含家庭自动化、工业自动化、零售与餐饮，加上 S2 因功耗大幅降低所以也诉求任何以电池供电的设备，这自然也包含原有 16 种应用中的「可穿戴电子产品」，以及其他各类型应用中以电池运作的应用项。
芯片、模组、板卡都到位
S2 除了芯片正式发售外，其官方版模组与官方版板卡也都推出，模组有 ESP32-S2-WROVER、ESP32-S2-WROO，板卡则有开发学习取向的 ESP32-S2-Saola-1，以及多媒体应用开发取向的 ESP32-S2-Kaluga-1。
ESP32-S2的多媒体开发板ESP32-S2-Kaluga-1。
总结
综观上述，ESP32-S2 系列是一种资源规格的重新调整与取舍，而不是全面进化。S2 特别强调省电及安全，网络上有观察者认为乐鑫（Espressif）之所以推出 S2，主要是 ESP32 未快速取代 ESP8266，而 ESP8266 最受人顾虑的即是安全不足，ESP32-S 与 ESP32-S2 即在于弥补此领域。
有趣的是，乐鑫也预告会有简单版的 ESP32 芯片，称为 C 系列（C = cost成本？），以此可以看出乐鑫想加速取代自家原有 ESP8266，原本因为很便宜而使用 ESP8266 但不在意安全性的用户，可以继续用 C 系列，反之重视安全性的可用 S 系列。
【更多链接内容为】ESP32 ECO V3 使用指南 PDF
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