ESP8089-WiFi-数据手册-中文

1|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组ESP8089数据手册2|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组免责申明和版权公告本文中的信息，包括供参考的URL地址，如有变更，恕不另行通知。文档“按现状”提供，不负任何担保责任，包括对适销性、适用于特定用途或非侵权性的任何担保，和任何提案、规格或样品在他处提到的任何担保。本文档不负任何责任，包括使用本文档内信息产生的侵犯任何专利权行为的责任。本文档在此未以禁止反言或其他方式授予任何知识产权使用许可，不管是明示许可还是暗示许可。Wi-Fi联盟成员标志归Wi-Fi联盟所有。文中提到的所有商标名称、商标和注册商标均属其各自所有者的财产，特此声明。版权归©2013乐鑫信息技术有限公司所有。保留所有权利。3|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组目录1简介52技术概述63特征74应用图表85超低能耗技术95.1最大集成度96ESP8089的应用主体107规格117.1功耗117.2接收器灵敏度118CPU、存储器和接口138.1CPU138.2存储控制器138.3AHB和AHB模块138.4接口148.4.1SDIO主接口148.4.2主SI/SPI控制（可选）158.4.3通用IO168.4.4实时时钟178.4.5数字IO管脚179固件199.1特征1910电源管理2111时钟管理224|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组11.1高频时钟2211.2外部参考要求2212无线电接收器2412.1频道频率2412.22.4GHZ接收器2412.32.4GHZ发射器2512.4时钟生成器2513蓝牙共存26附QFN32封装尺寸图275|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组1简介为高性能无线SOC打造的ESP平台给移动平台设计师带来福音，它以最低成本提供最大实用性，为WiFi功能嵌入其他系统提供无限可能。射频接收模拟接收射频发射模拟发射射频balun锁相环数字基带电源管理SRAM寄存器CPU内核成帧器加速器MACSDIOSPIGPIOI2C接口偏置电路开关VCO1/2锁相环电源管理晶振图1：ESP8089结构图6|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组2技术概述ESP8089是一个完整且自成体系的Wi-Fi网络解决方案，能够搭载软件应用，或通过另一个应用处理器卸载所有Wi-Fi网络功能。搭载应用时，ESP8089往往是设备中唯一的应用处理器，而用户应用程序被存储于内置/外接闪存中。另外一种情况是，无线上网接入承担Wi-Fi适配器的任务时，可以将其添加到任何基于微控制器的设计中，连接简单易行，只需通过SPI/SDIO接口或中央处理器AHB桥接口即可。有了ESP8089，可以通过SDIO/SPI或存储器映射并行接口直接连接到蜂窝基带和应用处理器。它具有内置WiFi协议处理功能，并可配置集成轻量级TCP/IP模块，能快速开发出仅需占用少量系统资源的WiFi应用。ESP8089高度片内集成，包括天线开关balun、电源管理转换器，因此仅需极少的外部电路，且包括前端模块在内的整个解决方案在设计时将所占PCB空间降到最低。装有ESP8089的系统表现出来的领先特征有：节能VoIP在睡眠/唤醒模式之间的快速切换、配合低功率操作的自适应无线电偏置、前端信号的处理功能、故障排除和无线电系统共存特性为消除蜂窝/蓝牙/802.11干扰。7|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组3特征802.11b/g/nWi-FiDirect(P2P)、Miracast、soft-AP内置TCP/IP协议栈内置TR开关、balun、LNA、功率放大器和匹配网络内置PLL、稳压器和电源管理组件802.11b模式下+19dBm的输出功率断电泄露电流小于10uA内置低功率32位CPU：可以兼作应用处理器SDIO2.0、SPI、UARTSTBC、1x1MIMO、2x1MIMOA-MPDU、A-MSDU的聚合和0.4s的保护间隔2ms之内唤醒、连接并传递数据包待机状态消耗功率小于1.0mW(DTIM3)8|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组4应用图表9|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组5超低能耗技术ESP8089与几项专利技术一起使机器实现最低能耗。这种节能的构造以两种模式运行：激活模式和睡眠模式。ESP8089使用高端电源管理技术和逻辑系统调低非必需功能的功率，调控睡眠模式与工作模式之间的转换，在睡眠模式下，其消耗的电流小于12uA，处于连接状态时，其消耗的功率少于1.0mW(DTIM=3)或0.5mW(DTIM=10)。睡眠模式下，只有校准的实时时钟和watchdog处于工作状态。可以通过编程使实时时钟在特定的时间内唤醒ESP8089。通过编程，ESP8089会在检测到某种特定情况发生的时候自动唤醒。ESP8089在最短时间内自动唤醒，这一特征可以应用到移动设备的SOC上，这样SOC在开启Wi-Fi之前均处于低功耗待机状态。5.1最大集成度ESP8089集成了板子上最关键的部件，其中包括电源管理组件、TR开关、RFbalun、峰值为+23dBm的大功率PA，因此，ESP8089既保证了BOM的成本最低，又便于被嵌入任何系统。ESP8089仅有的外部BOM是电阻器、电容器和晶振。可能需要增加SAW滤波器，才能与手机兼容。10|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组6ESP8089的应用主体手机便携式媒体播放器（PMP），如MP3或MP4播放器移动游戏机数码相机摄像机平板电脑11|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组7规格7.1功耗下列功耗数据是基于3.3V的电源、25C的周围温度，并使用内部稳压器测得。[1]所有测量均在没有SAW滤波器的情况下，于天线接口处完成。[2]所有发射数据是基于90%的占空比，在持续发射的模式下测得的。模式最小值通常最大值单位传送802.11b,CCK1Mbps,POUT=+19.5dBm215mA传送802.11b,CCK11Mbps,POUT=+18.5dBm197mA传送802.11g,OFDM54Mbps,POUT=+16dBm145mA传送802.11n,MCS7,POUT=+14dBm135mA接收802.11b,包长1024字节,-80dBm60mA接收802.11g,包长1024字节,-70dBm60mA接收802.11n,包长1024字节,-65dBm62mA系统待机模式0.9mA深度睡眠10uA节能模式DTIM11.2mA节能模式DTIM30.86mA关机0.5uA7.2接收器灵敏度以下数据是在室内温度下，电压为3.3V和1.1V时分别测得。12|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组描述最小值通常最大值单位输入频率24122484MHz输入电阻50输入反射-10dB72.2Mbps下，PA的输出功率141516dBm11b模式下，PA的输出功率17.518.519.5dBm灵敏度CCK,1Mbps-98dBmCCK,11Mbps-91dBm6Mbps(1/2BPSK)-93dBm54Mbps(3/464-QAM)-75dBmHT20,MCS7(65Mbps,72.2Mbps)-71dBm邻频抑制OFDM,6Mbps37dBOFDM,54Mbps21dBHT20,MCS037dBHT20,MCS720dB计时晶振起动时间500s基带PLL起动时间100sRFPLL起动时间200sRxRF起动时间2sTxRF起动时间2s13|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组8CPU、存储器和接口8.1CPU这款芯片嵌入了一个超低功率32位微型CPU，带有16位精简模式。可以通过以下接口连接该CPU：连接存储控制器、也可以用来访问外接闪存的编码RAM/ROM接口(iBus)同样连接存储控制器的数据RAM接口(dBus)访问寄存器的AHB接口JTAG调试接口8.2存储控制器存储控制器包含ROM和SRAM。CPU可以通过iBus、dBus和AHB接口访问存储控制器。这些接口中任意一个都可以申请访问ROM或RAM单元，存储仲裁器以到达顺序确定运行顺序。8.3AHB和AHB模块AHB模块充当仲裁器，通过MAC、主机的SDIO和CPU控制AHB接口。由于发送地址不同，AHB数据请求可能到达以下两个从机中的一个：APB模块，或闪存控制器（通常在脱机应用的情况下）闪存控制器接收到的请求往往是高速请求，而APB模块接收到的往往是访问寄存器的请求。APB模块充当解码器，但只可以访问ESP8089主模块内可编程的寄存器。由于发送地址不同，APB请求可能到达无线电接收器、SI/SPI、主机SDIO、GPIO、UART、实时时钟(RTC)、MAC或数字基带。14|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组8.4接口ESP8089含有几个模拟和数字接口，详情如下：8.4.1SDIO主接口IO管脚能在以下模式中运行：4位25MHzSDIOv1.14位50MHzSDIOv2.0图2：SDIO时序图变量符号最小值最大值单位输入设置时间tISU6ns输入保持时间tIH2.5ns时钟下降时间tTHL3ns时钟上升时间tTLH3ns输出延迟时间tDLY212ns15|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组时钟频率fSDIO50MHz表3：SDIO时序特征8.4.2主SI/SPI控制（可选）主串行接口（SI）能在二、三、四线制总线配置下运行，被用来控制EEPROM或其他I2C/SPI设备。多址I2C设备共享2线制总线。多址SPI设备共享时钟和数据信号，且根据芯片的选择，各自单独使用由软件控制的GPIO管脚。SPI可以被用来控制外接设备，如串行闪存、音频CODEC或其他从机设备，安装时，给它三个不同的有效管脚，使其成为标准主SPI设备。SPI_EN0SPI_EN1SPI_EN2SPI从机被用作主接口，从而给SPI主机和SPI从机提供支持。在内置应用中，SPI_EN0被用作使能信号，作用于外接串行闪存，将固件和/或MIB数据下载到基带。在基于主机的应用中，固件和MIB数据可以通过主机接口二者任选其一进行下载。此管脚低电平有效，不用的时候应该悬空。SPI_EN1常被用于用户应用，如控制内置应用中的外接音频codec或感应器ADC。此管脚低电平有效，不用的时候应该悬空。SPI_EN2常被用来控制EEPROM，储存个别数据（individualdata），如MIB信息、MAC地址和校准数据，或作一般用途。此管脚低电平有效，不用的时候应该悬空。16|Page乐鑫信息科技2013年9月28日ESP8089802.11bgn芯片组图1:SPI时序特征变量符号最小值最大值单位输入设置时间tISU11ns输入保持时间tIH0nsSPI时钟频率fSPI10MHz输出延迟时间TOD15ns表2:SDIO时序特征8.4.3通用IO总共有多达16个GPIO管脚。固件可以给它们分配不同的功能。每个GPIO都可以配置内部上拉/下拉电阻、可供软件寄存器取样的输入、引发边缘或电平CPU中断的输入、引发电平唤醒中断的输入、开漏或互补推挽输出驱动、软件寄存器的输出源或sigma-deltaPWMDAC。这些管脚与其他功能复用，如主接口、UART、SI、蓝牙共存等等。17|Page乐鑫信息科技2