ESP32-C3 - это новый экономичный микроконтроллер на основе RISC-V с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth LE 5.0 для безопасных соединений в интернете вещей.
Между тем, сам рынок интернета вещей не только стал массовым, но и повзрослел с точки зрения функциональности и ожидаемых затрат. Учитывая потребности и современные тенденции IoT, компания Espressif одной из основных ценностей считает соблюдение баланса между функциональностью устройства и его стоимостью. Фактически, стало очевидно, что универсальная модель нежизнеспособна, так как должно быть несколько продуктов для различных нужд. Поэтому Espressif представляет ESP32-C3 - комбинированный SoC-модуль, созданный для простых и защищённых соединений.
ESP32-C3 готов решать наиболее востребованные задачи, так как при его создании были учтены следующие критерии:
- Безопасность имеет первостепенное значение. Даже самое недорогое решение для передачи данных должно обеспечивать соответствующий уровень защиты от распространённых угроз.
- Поддержка Bluetooth Low Energy.
- Несмотря на то, что стоимость является очень важным параметром, не менее важно и наличие достаточного объёма памяти для типовых случаев использования. Это позволит оптимизировать настройки и обновления устройств в полевых условиях.
ESP32-C3 имеет одноядерный, 32-bit, снованный на RISC-V процессор с памятью SRAM 400 КБ и работающий на частоте 160 МГц. Новый модуль совмещает в себе стандарты 2.4 ГГц Wi-Fi и Bluetooth LE 5.0 с поддержкой большого радиуса действия (long-range support). Имеет 22 настраиваемых GPIO с поддержкой ADC, SPI, UART, I2C, I2S, RMT, TWAI и PWM.
Основные ключевые преимущества ESP32-C3:
Безопасность
DDoS-атаки на подключённые устройства обычно преследуют следующие цели:
- получение доступа к конфиденциальным данным
- получение несанкционированного доступа к устройству
- кража идентификационных данных устройства и впоследствии получение несанкционированного доступа к облаку с данными.
Существуют различные способы проведения этих атак: либо удалённо, используя уязвимости программного обеспечения и протокола, либо физически, получив доступ к устройству через флэш-память и внедрение ошибок. Впоследствии атаки можно сделать постоянными, установив на устройство вредоносное ПО прошивку по умолчанию. Важно, чтобы платформа подключения обеспечивала достаточную защиту от атак такого типа.
ESP32-C3 разработан для устранения этой модели угроз.
- Защищённая загрузка данных (Secure Boot).
ESP32-C3 реализует стандартную схему аутентификации на основе RSA-3072, чтобы гарантировать, что на платформе могут использоваться только доверенные приложения. Эта функция защищает от запуска вредоносного приложения, запрограммированного во флэш-памяти. Безопасная загрузка должна быть эффективной, чтобы устройства мгновенного включения (например, лампочки) могли использовать эту функцию. Реализация безопасной загрузки ESP32-C3 добавляет менее 100 мс к процессу загрузки. - Флэш-шифрование.
ESP32-C3 использует флеш-шифрование на базе AES-128-XTS, благодаря которой приложение, а также данные настроек могут оставаться зашифрованными во флэш-памяти. Контроллер флэш-памяти поддерживает выполнение зашифрованного микропрограммного обеспечения приложения. Это не только обеспечивает необходимую защиту конфиденциальных данных, хранящихся во флеш-памяти, но также защищает от изменений встроенного ПО во время выполнения, которые представляют собой атаки «время проверки - время использования». - Цифровая подпись и HMAC периферия.
ESP32-C3 имеет периферийное устройство для цифровой подписи, которое может генерировать цифровые подписи с закрытым ключом, защищающим от несанкционированного доступа к встроенному ПО. Точно так же периферийное устройство HMAC может генерировать криптографический ключ, защищающий от доступа к встроенному ПО. Большинство облачных сервисов IoT используют аутентификацию на основе сертификатов X.509, а периферийное устройство цифровой подписи защищает закрытый ключ устройства, который определяет его подлинность. Это обеспечивает надёжную защиту идентификации устройства даже если в ПО присутствуют уязвимости. - World Controller.
В модуль ESP32-C3 внедрено новое периферийное устройство: world controller. Он представляет собой полностью изолированные друг от друга 2 среды. В зависимости от настроек, world controller может использоваться для реализации доверенной среды выполнения (TEE) или схемы разделения приоритетов. Если ПО приложения получает задачу, связанную с конфиденциальными данными (например, цифровое управление правами (DRM)), то оно может воспользоваться преимуществом world controller и изолировать выполнение.
Bluetooth LE 5.0 с поддержкой Long-Range
Обычно подключённые устройства используют Wi-Fi для соединения с облачными сервисами. Однако устройства, работающие только по Wi-Fi, создают определенные трудности для сетевых настроек, поскольку эти устройства не могут обеспечить надёжную обратную связь провайдеру, в то время как у провайдеров iOS и Android возникают дополнительные сложности при подключении к сети. Наличие в устройстве радиомодуля Bluetooth LE упрощает настройку.
Кроме того, Bluetooth LE обеспечивает легкое обнаружение и управление в локальной среде. Предыдущие версии протокола Bluetooth LE имели меньший радиус действия, что делало его не очень подходящим протоколом для локального управления на больших пространствах, например многоэтажные дома. ESP32-C3 поддерживает протокол Bluetooth LE 5.0 с кодированными функциями PHY и расширенной рекламой, а также обеспечивает избыточность данных для пакетов, тем самым увеличивая дальность действия (обычно, до 100 метров). Кроме того, он поддерживает протокол Bluetooth LE Mesh. Это делает его отличным инструментом для управления устройствами в локальной сети и для соединения напрямую с другими сенсорными устройствами Bluetooth LE 5.0.
Достаточный объём памяти
При большом разнообразии вариантов использования и требований к памяти часто сложно определить наиболее подходящий её размер для SoC-систем. Однако, опираясь на свой предыдущий опыт, в компания Epressif пришла к выводу, что важно поддерживать варианты использования с одним, а иногда и двумя TLS-подключениями к облаку, которые постоянно активны по Bluetooth-LE, поэтому оптимальный запас для приложений в ESP32-C3 - это 400 КБ. При этом стоимость нового модуля осталась приемлемой. Кроме того, ESP32-C3 имеет динамическое разделение для памяти хранения команд (IRAM) и хранения данных (DRAM). Таким образом, полезная память максимально увеличена. Здесь также важно отметить, что Espressif оптимизировали требования к памяти подсистемы Bluetooth по сравнению с ESP32.
Наличие стабильного программного обеспечения
ESP32-C3 будет поддерживаться через популярную платформу Espressif ESP-IDF, которая уже поддерживает миллионы подключённых устройств и проходит строгие циклы тестирования и выпуска. Зрелость ESP-IDF, а также знакомство с API и инструментами облегчат разработчикам создание приложений для ESP32-C3. Благодаря доступности ESP-IDF другие программные компоненты, такие как облачные агенты, можно использовать на ESP32-C3 без каких-либо изменений. Помимо этого, ESP32-C3 поддерживает режим работы хоста, чтобы обеспечить возможность подключений по Wi-Fi и Bluetooth LE для внешних микроконтроллеров или микропроцессоров через ESP-AT и SDK, размещенные на ESP.
Также доступна модель ESP32-C3F, которая поставляется со встроенной Flash памятью для упрощения проектирования. Espressif активно развивает линейку экономичных модулей, предназначенных для лёгкого создания подключённых устройств. В связи с этим, компания выпустила модуль ESP32-C3-MINI-1, который выполнен в мини формате (13 х 16,6 мм) и поддерживает работу при температуре до -105°C. Для простоты миграции модуль ESP32-C3-WROOM-1 по контактам совместим с модулями ESP-WROOM-02D и ESP-WROOM-02. ESP32-C3-WROOM-1 также поддерживает максимальную температуру -105°C. Как упоминалось ранее, ESP32-C3 ориентирован на наиболее распространенные варианты использования подключённых устройств. Однако Espressif продолжает создавать решения, которые будут учитывать дополнительные варианты использования.
Компания «ЕвроМобайл» является официальным дистрибьютором Espressif в России и странах СНГ. Мы помогаем подобрать, даём рекомендации по настройкам и подключению, предоставляем платы разработчика, а также осуществим поставку в любую точку России и стран СНГ. Нашим клиентам мы оказываем квалифицированную техническую поддержку на всех этапах реализации проекта: от его проектирования до запуска.
Вы можете купить или заказать тестирование Wi-Fi/Bluetooth-модулей и чипов Espressif на нашем сайте, позвонив по телефону 8 800 550 75-06 или написав на почту info@euroml.ru.