ESP32 má sedm hardwarových chyb, opraveny budou v únoru

Už téměř rok se těšíme na nástupce oblíbeného Wi-Fi čipu ESP8266: ESP32. Od září ho intenzivně hledáme v e-shopech po celém světě a někteří šťastlivci už jej dokonce mají doma. Připomeňme si ve zkratce jeho úžasné parametry (úmyslně v originále, přesně opsáno z propagačního tweetu, aby se nic neztratilo v překladu):

• WiFi 802.1BGN HT40 (150 Mbps)
• Bluetooth Classic
• Bluetooth Low Energy
• Proprietary Long Range Wi-Fi (1 km range)
• Dual core CPU
• 7-stage pipeline CPU
• 2× FPU (Single precision)
• 240 MHz CPU clock
• 240 MHz bus clock
• 32×32 multiplier
• 32-bit Integer divide
• 40-bit MAC
• 10× PWM
• 512 kByte SRAM
• 8 kB low power retention memory
• Dynamic biasing
• Instruction cache
• 8 MByte Flash
• 12× timer
• 32× GPIO
• 5µA low power
• Memory protection unit
• 4096-bit RSA hardware accelerator
• Elliptical curve cryptography accelerator
• AES-256 accelerator
• Hardware flash encryption
• Secure boot
• 1024-bit OTP memory
• 3× SPI
• 3× I2C
• SD-card Interface
• LCD Interface
• Camera Interface
• PWM driver
• 10× capacitive touch sensor
• Hall sensor
• Low noise amplifier
• Slow clock
• 12-channel dual ADC
• Dual 10-bit DAC
• Internal calibrated 8MHz clock
• 160kHz low power RTC
• Ethernet MAC
• 32kHz crystal oscillator
• 2.0V to 3.6V supply voltage

Takto vybavený (nebál bych se slova „nabušený“) čip o velikosti 6×6 mm a aktuální ceně kolem 5 dolarů slibuje stát se opravdovou revolucí nejen v internetu věcí. Bohužel není nebe bez mráčku a ani čerstvě vyvinutý čip není bez chyby. Espressif IOT Team právě uveřejnil dokument nazvaný ECO and Workarounds for Bugs in ESP32 [PDF], který popisuje hned sedm chyb přítomných v čipu ESP32 revize 0 (to je ta vydaná 1. září, jak jsme psali v článku).

• 
• 
• 

Další 4 fotografie

První chyba se týká watchdogu, který nesprávně vyvolá reset jak po zapnutí napájení, tak i po probuzení z hlubokého spánku. Zatímco resetu po zapnutí se vyhnout nelze, reset po probuzení je možno obejít softwarově vymazáním jednoho příznaku v MMU.

Druhá chyba nastává při přístupu do externí SRAM paměti skrz keš, kdy při střídání operací čtení a zápisu dochází k náhodným chybám. Softwarově to opravit nejde, musí se pečlivě vyprazdňovat pipeline mezi čtením a zápisem do externí SRAM paměti (nebo mezi čtením a zápisem použít strojovou instrukci MEMW).

Třetí chyba se týká náhodných ztrát dat, které nastávají při opakovaném zápisu na stejnou adresu registrů periférií. Zde má pomoci přeskládat adresy registrů pro přístup k perifériím podle tabulky ve výše zmíněném dokumentu.

Čtvrtou chybou je, že nefunguje Brown-out Reset, tedy reset při poklesu napětí pod určitou mez. Na to nepomůže žádná softwarová klička.

Pátou chybou je pád procesoru („CPU crash“) při přepnutí jeho frekvence z 240 MHz na 80 nebo 160 MHz. Doporučovaná obezlička je docela vtipná: pokud už běžíte na 240 MHz, tak snižujte jedině na 40 MHz. Z 40 MHz můžete snížit na 2 MHz, a z 2 MHz pak můžete jít nahoru na požadovaných 80 nebo 160 MHz.

Šestá chyba zřejmě plyne z velké konfigurovatelnosti pinů procesoru ESP32. Některé piny jsou přístupné jak přes GPIO funkce, tak i přes RTC_GPIO registry. A zrovna tyto piny mají tu smůlu, že jejich pull-up a pull-down rezistory nejdou zapnout přes GPIO funkce, jak by člověk očekával, ale je nutno použít RTC_GPIO registry. Tato chyba je výjimečná i tím, že jako jediná nebude opravena ani v nové revizi čipu.

Poslední zatím známou chybou v ESP32 je omezený rozsah frekvencí „audio PLL“. V nové revizi čipu bude pro výpočet výstupní frekvence platit jiný vzorec než pro dnešní revizi 0.

No a kdy že bude nová revize ESP32, která opraví šest ze sedmi výše zmíněných chyb, dostupná? Výrobce plánuje, že ji pustí na trh v únoru 2017. Dokument tvrdí, že novou revizi poznáme podle nastavení bitu eFuse. Kardinální otázka ovšem je, jak to my kupující poznáme při vybírání hotových modulů s ESP32 v e-shopu. Pravděpodobně jediná možnost bude počkat nejméně do dubna/května, než se vyprodají zásoby starých čipů (za předpokladu, že tato chybná revize půjde na dračku a nezůstane ležet někde ve skladech). Mezitím nám alespoň poklesnou ceny, jak jsem prorokoval už v minulém článku.