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ESP32-S3 系列芯片技术规格书 2.4 GHz Wi-Fi + 低功耗蓝牙 SoC 支持 IEEE 802.11 b/g/n (2.4 GHz Wi-Fi) 和 Bluetooth® 5 (LE) 包括： ESP32-S3 ESP32-S3FN8 ESP32-S3R2 ESP32-S3R8 ESP32-S3R8V ESP32-S3FH4R2 版本 1.6 乐鑫信息科技版权 © 2023 www.espressif.com

产品概述 ESP32-S3 是一款低功耗的 MCU 系统级芯片 (SoC)，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和低功耗蓝牙 (Bluetooth® LE) 双模无线通信。芯片集成了高性能的 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器、超低功耗协处理器、Wi-Fi 基带、蓝牙基带、RF 模块以及外设。芯片的功能框图如下图所示。 ESP32-S3 功能框图更多关于功耗的信息，请参考章节 3.2.1 电源管理单元 (PMU)。乐鑫信息科技 2 反馈文档意见 ESP32-S3 系列芯片技术规格书 v1.6 Espressif ESP32-S3 Wi-Fi + Bluetooth® Low Energy SoCPower consumptionNormalLow power consumption componentsWireless Digital CircuitsWi-Fi MAC Wi-Fi BasebandBluetooth LE Link ControllerBluetooth LE BasebandCPU and MemoryXtensa® Dual-core 32-bit LX7 MicroprocessorJTAGCacheROMSRAMSecurityFlash EncryptionRSARNGDigital SignatureSHAAESHMACSecure BootRTCRTC MemoryPMUULP CoprocessorPeripheralsUSB Serial/JTAGGPIOUARTTWAI®General-purpose TimersI2SI2CPulse CounterLED PWMCamera InterfaceSPI0/1RMTSPI2/3DIG ADCSystem TimersRTC GPIOTemperature SensorRTC Watchdog TimerGDMALCD InterfaceWatchdog TimersRTC ADCSDIO HostMCPWMUSB OTGeFuse ControllerTouchSensorRTC I2CRF2.4 GHz Balun + Switch2.4 GHz Receiver2.4 GHz TransmitterRF SynthesizerFast RC OscillatorExternal Main ClockPhase Lock Loop

产品特性 Wi-Fi • 支持 IEEE 802.11 b/g/n 协议 • 在 2.4 GHz 频带支持 20 MHz 和 40 MHz 频宽 • 支持 1T1R 模式，数据速率高达 150 Mbps • 无线多媒体 (WMM) • 帧聚合 (TX/RX A-MPDU, TX/RX A-MSDU) • 立即块确认 (Immediate Block ACK) – 双核，主频 240 MHz：1181.60 CoreMark； 4.92 CoreMark/MHz • 128 位数据总线位宽，支持 SIMD 指令 • 384 KB ROM • 512 KB SRAM • 16 KB RTC SRAM • SPI、Dual SPI、Quad SPI、Octal SPI、QPI、OPI 接口外接多个 flash 和片外 RAM • 分片和重组 (Fragmentation/defragmentation) • 引入 cache 机制的 flash 控制器 • Beacon 自动监测（硬件 TSF） • 支持 flash 在线编程 • 4 × 虚拟 Wi-Fi 接口 • 同时支持基础结构型网络 (Infrastructure BSS) Station 模式、SoftAP 模式和 Station + SoftAP 混杂模式请注意，ESP32-S3 在 Station 模式下扫描时， SoftAP 信道会同时改变高级外设接口和传感器 • 45 × GPIO 口 • 数字接口： – 4 × SPI • 天线分集 • 802.11 mc FTM 蓝牙 • 低功耗蓝牙 (Bluetooth LE)：Bluetooth 5、Bluetooth mesh • 高功率模式 (20 dBm) • 速率支持 125 Kbps、500 Kbps、1 Mbps、2 Mbps • 广播扩展 (Advertising Extensions) • 多广播 (Multiple Advertisement Sets) • 信道选择 (Channel Selection Algorithm #2) • Wi-Fi 与蓝牙共存，共用同一个天线 CPU 和存储 – 1 × LCD 接口（8 位 ~16 位并行 RGB, I8080, MOTO6800）, 支持 RGB565, YUV422, YUV420, YUV411 之间互相转换 – 1 × DVP 8 位 ~16 位摄像头接口 – 3 × UART – 2 × I2C – 2 × I2S – 1 × RMT (TX/RX) – 1 × 脉冲计数器 – LED PWM 控制器，多达 8 个通道 – 1 × 全速 USB OTG – 1 × USB Serial/JTAG 控制器 – 2 × MCPWM – 1 × SDIO 主机接口，具有 2 个卡槽 • Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 – 通用 DMA 控制器 (简称 GDMA)，5 个接收通 MHz • CoreMark® 得分：道和 5 个发送通道 – 1 × TWAI® 控制器，兼容 ISO 11898-1（CAN – 单核，主频 240 MHz：613.86 CoreMark；2.56 CoreMark/MHz 规范 2.0） • 模拟接口：乐鑫信息科技 3 反馈文档意见 ESP32-S3 系列芯片技术规格书 v1.6

– 2 × 12 位 SAR ADC，多达 20 个通道安全机制 – 1 × 温度传感器 – 14 × 电容式传感 GPIO • 定时器： – 4 × 54 位通用定时器 – 1 × 52 位系统定时器 – 3 × 看门狗定时器低功耗管理 • 电源管理单元，五种功耗模式 • 超低功耗协处理器 (ULP)： – ULP-RISC-V 协处理器 – ULP-FSM 协处理器应用 • 安全启动 • Flash 加密 • 4-Kbit OTP，用户可用的高达 1792 位 • 加密硬件加速器： – AES-128/256 (FIPS PUB 197) – Hash (FIPS PUB 180-4) – RSA – 随机数生成器 (RNG) – HMAC – 数字签名低功耗芯片 ESP32-S3 专为物联网 (IoT) 设备而设计，应用领域包括： • 智能家居 • 工业自动化 • 医疗保健 • 消费电子产品 • 智慧农业 • POS 机 • 服务机器人 • 音频设备 • 通用低功耗 IoT 传感器集线器 • 通用低功耗 IoT 数据记录器 • 摄像头视频流传输 • USB 设备 • 语音识别 • 图像识别 • Wi-Fi + 蓝牙网卡 • 触摸和接近感应乐鑫信息科技 4 反馈文档意见 ESP32-S3 系列芯片技术规格书 v1.6

目录说明：点击链接或扫描二维码确保您使用的是最新版本的文档： https://www.espressif.com/documentation/esp32-s3_datasheet_cn.pdf 目录产品概述产品特性应用 1 ESP32-S3 系列型号对比 1.1 命名规则 1.2 型号对比 2 管脚 2.1 管脚布局 2.2 管脚概述 2.3 IO MUX 和 GPIO 管脚功能 IO 管脚 2.3.1 2.3.2 RTC 和模拟管脚功能 2.3.3 GPIO 和 RTC_GPIO 的限制 2.4 模拟管脚 2.5 电源 2.6 2.5.1 电源管脚 2.5.2 电源管理 2.5.3 芯片上电和复位 Strapping 管脚 2.6.1 芯片启动模式控制 VDD_SPI 电压控制 2.6.2 2.6.3 ROM 日志打印控制 2.6.4 JTAG 信号源控制 2.7 芯片与 flash/PSRAM 的管脚对应关系 3 功能描述 3.1 CPU 和存储 3.1.1 CPU 3.1.2 片上存储 3.1.3 外部 Flash 和片外 RAM 3.1.4 存储器映射 3.1.5 Cache 3.1.6 3.1.7 处理器指令拓展 (PIE) eFuse 控制器 2 3 4 10 10 10 11 11 12 15 15 18 19 19 20 20 20 21 21 23 23 23 24 25 26 26 26 26 26 27 28 28 28 乐鑫信息科技 5 反馈文档意见 ESP32-S3 系列芯片技术规格书 v1.6

目录 3.2 RTC 和低功耗管理 3.2.1 电源管理单元 (PMU) 3.2.2 超低功耗协处理器 (ULP) 3.3 模拟外设 3.3.1 模/数转换器 (ADC) 3.3.2 温度传感器 3.3.3 触摸传感器 3.4 系统组件 3.4.1 复位和时钟 3.4.2 中断矩阵 3.4.3 权限控制 3.4.4 系统寄存器 3.4.5 通用 DMA 控制器 3.4.6 CPU 时钟 3.4.7 RTC 时钟 3.4.8 时钟毛刺检测 3.5 数字外设 LCD 接口 IO MUX 和 GPIO 交换矩阵 3.5.1 3.5.2 串行外设接口 (SPI) 3.5.3 3.5.4 摄像头接口 3.5.5 UART 控制器 I2C 接口 3.5.6 I2S 接口 3.5.7 3.5.8 红外遥控 3.5.9 脉冲计数控制器 3.5.10 LED PWM 控制器 3.5.11 USB 2.0 OTG 全速接口 3.5.12 USB 串口/JTAG 控制器 3.5.13 电机控制脉宽调制器 (MCPWM) 3.5.14 SD/MMC 主机控制器 3.5.15 TWAI® 控制器 3.6 射频和 Wi-Fi 2.4 GHz 接收器 2.4 GHz 发射器 3.6.1 3.6.2 3.6.3 时钟生成器 3.6.4 Wi-Fi 射频和基带 3.6.5 Wi-Fi MAC 3.6.6 联网特性 3.7 低功耗蓝牙 3.7.1 低功耗蓝牙射频和物理层 3.7.2 低功耗蓝牙链路层控制器 3.8 定时器 3.8.1 通用定时器 3.8.2 系统定时器 3.8.3 看门狗定时器 28 28 30 30 30 30 31 31 31 31 32 32 33 33 33 33 34 34 34 36 36 36 37 37 37 38 38 38 39 39 40 40 41 41 41 41 41 42 42 42 42 43 43 43 43 44 乐鑫信息科技 6 反馈文档意见 ESP32-S3 系列芯片技术规格书 v1.6

目录 3.8.4 XTAL32K 看门狗定时器 3.9 加密/安全组件 3.9.1 片外存储器加密与解密 3.9.2 安全启动 3.9.3 HMAC 加速器 3.9.4 数字签名 3.9.5 World 控制器 SHA 加速器 3.9.6 AES 加速器 3.9.7 3.9.8 RSA 加速器 3.9.9 随机数发生器 3.10 外设管脚分配 4 电气特性 4.1 绝对最大额定值 4.2 建议电源条件 4.3 4.4 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) ADC 特性 4.5 4.6 功耗特性 VDD_SPI 输出特性 Active 模式下的 RF 功耗 4.6.1 4.6.2 其他功耗模式下的功耗 4.7 可靠性 4.8 Wi-Fi 射频 4.8.1 Wi-Fi 射频发射器 (TX) 规格 4.8.2 Wi-Fi 射频接收器 (RX) 规格 4.9 低功耗蓝牙射频 4.9.1 低功耗蓝牙射频发射器 (TX) 规格 4.9.2 低功耗蓝牙射频接收器 (RX) 规格 5 封装 6 相关文档和资源附录 A – ESP32-S3 管脚总览修订历史 44 44 44 45 45 45 45 45 46 46 47 47 53 53 53 54 54 55 55 55 55 57 57 57 58 59 60 61 64 66 67 68 乐鑫信息科技 7 反馈文档意见 ESP32-S3 系列芯片技术规格书 v1.6

表格表格 1-1 ESP32-S3 系列芯片对比 2-1 管脚概述 2-2 芯片上电过程中的管脚毛刺 2-3 IO MUX 管脚功能 2-4 RTC 和模拟功能 2-5 模拟管脚 2-6 电源管脚 2-7 电压稳压器 2-8 上电和复位时序参数说明 2-9 Strapping 管脚默认配置 2-10 Strapping 管脚的时序参数说明 2-11 芯片启动模式控制 2-12 VDD_SPI 电压控制 2-13 JTAG 信号源控制 2-14 芯片与封装内 flash/PSRAM 的管脚对应关系 3-1 模块和电源域 3-2 SPI 管脚配置 3-3 外设和传感器管脚分配 4-1 绝对最大额定值 4-2 建议电源条件 4-3 VDD_SPI 内部和输出特性 4-4 直流电气特性 (3.3 V, 25 °C) 4-5 ADC 特性 4-6 不同 RF 模式下的 Wi-Fi 功耗 4-7 Modem-sleep 模式下的功耗 4-8 低功耗模式下的功耗 4-9 可靠性认证 4-10 Wi-Fi 频率 4-11 频谱模板和 EVM 符合 802.11 标准时的发射功率 4-12 发射 EVM 测试 4-13 接收灵敏度 4-14 最大接收电平 4-15 接收邻道抑制 4-16 低功耗蓝牙频率 4-17 发射器特性 - 低功耗蓝牙 1 Mbps 4-18 发射器特性 - 低功耗蓝牙 2 Mbps 4-19 发射器特性 - 低功耗蓝牙 125 Kbps 4-20 发射器特性 - 低功耗蓝牙 500 Kbps 4-21 接收器特性 - 低功耗蓝牙 1 Mbps 4-22 接收器特性 - 低功耗蓝牙 2 Mbps 4-23 接收器特性 - 低功耗蓝牙 125 Kbps 4-24 接收器特性 - 低功耗蓝牙 500 Kbps 10 13 14 17 18 19 20 20 21 22 22 23 23 24 25 30 36 47 53 53 54 54 55 55 56 56 57 57 57 58 58 59 59 59 60 60 60 61 61 62 62 63 乐鑫信息科技 8 反馈文档意见 ESP32-S3 系列芯片技术规格书 v1.6

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