开源快讯|ESP32-P4/S3/S2 USB 新特性速览

发布者:乐鑫科技
时间:2025-09-10
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听说 ESP 芯片爱好者都关注啦


ESP-USB

随着物联网和智能设备的快速发展,USB 接口在嵌入式系统中的作用愈发重要。ESP32-P4/S3/S2 系列芯片在 USB 功能上进行了全面升级,带来了更强大的控制能力、更丰富的应用场景以及更完善的调试和兼容支持。本次更新涵盖了双 USB-OTG 控制器优化、USB HUB 应用增强、ECM/RNDIS 驱动支持、USB 眼图测试固件发布、自供电设备支持优化,为开发者提供了更高效、更稳定、更灵活的 USB 解决方案。


ESP32-P4 双 USB-OTG 支持

ESP32-P4 芯片内置的双 USB-OTG 控制器已在 ESP-IDF 获得完整驱动支持(自 v5.5.1 起),可提供完整的外设功能:

  • 既可作为 USB Host 运行,也可作为 USB Device 运行,并支持多种 Class Driver,如 UVC(视频)、UAC(音频)、MSC(存储)、HID(人机接口)等。

  • 开发者可通过 usb_host_install API 灵活配置高速或全速控制器,选择主机模式或设备模式,从而实现 USB Host 与 USB Device 的双重功能。

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esp-iot-solution 提供的 USB Host/Device 示例程序已同步支持 ESP32-P4,具体参考:

ESP-IDF USB 驱动示例:https://github.com/espressif/esp-idf/tree/master/examples/peripherals/usb

esp-iot-solution USB 应用示例:https://github.com/espressif/esp-iot-solution/tree/master/examples/usb


USB Hub 应用增强

ESP32-P4、ESP32-S3、ESP32-S2 三款芯片的 USB-OTG 控制器驱动升级后支持 USB Hub(自 ESP-IDF v5.4 起),进一步提升了开发场景的适配性:

  • 通过增加 USB Hub 芯片,实现对多个 USB 设备的直接连接与集中管理;

  • 实现多设备并发数据传输与通信,避免单设备占用导致的效率损耗,提升整体交互效率。

最大支持设备数取决于设备类型及主机端点数量,例如 ESP32-P4 主机模式下最多支持 16 个端点,可同时连接 5~6 个设备。

得益于对 USB Hub 的支持,这些芯片可轻松实现双 USB 摄像头等多设备应用,为视频采集、图像处理等场景提供便利示例。

双 USB 摄像头应用参考:

https://github.com/espressif/esp-iot-solution/tree/master/examples/usb/host/usb_hub_dual_camera


ECM/RNDIS 驱动支持

ESP32-P4、ESP32-S3、ESP32-S2 三款芯片新增 USB Host ECM/RNDIS 标准驱动,可实现以下功能:

  • 作为主机连接 USB 以太网设备,例如 4G/5G 网卡、以太网控制器等,实现 USB 上网功能。

  • 相比 USB PPP 驱动,ECM/RNDIS 兼容性更强性能更优,支持更高速率更低延迟

USB ECM + 4G 模块示例

https://github.com/espressif/esp-iot-solution/tree/master/examples/usb/host/usb_ecm_4g_module

USB RNDIS + 4G 模块示例

https://github.com/espressif/esp-iot-solution/tree/master/examples/usb/host/usb_rndis_4g_module


USB 眼图测试固件发布

esp-iot-solution 现已提供 USB 眼图测试固件与测试文档,用户可通过 Launchpad 在线烧录,将 ESP32-P4、ESP32-S3、ESP32-S2 芯片的 USB PHY 信号输出至外部眼图测试仪或示波器,从而方便评估 USB 信号质量,快速验证硬件性能:

  • 测试固件在线烧录即可使用,无需复杂调试流程。

  • 快速验证 USB 信号质量,提高开发效率与系统可靠性。

USB 信号质量测试说明

https://docs.espressif.com/projects/esp-iot-solution/en/latest/usb/usb_overview/usb_signal_quality.html

Launchpad 眼图测试固件在线烧录

https://espressif.github.io/esp-launchpad/?flashConfigURL=https://dl.espressif.com/AE/esp-iot-solution/usb_eye_diagram/config.toml


自供电设备支持优化

esp-iot-solution 的多个 USB Device 示例现已支持 VBUS 检测,通过该功能可带来以下提升:

  • 开发者可自由选择 VBUS 检测管脚,实现 USB 连接状态管理。

  • 设备能够准确判断连接状态,减少重复挂载和连接异常

  • 保证自供电设备在各类应用场景中稳定运行,提高系统整体可靠性。

自供电 USB 设备解决方案

https://docs.espressif.com/projects/esp-iot-solution/zh_CN/latest/usb/usb_overview/usb_device_self_power.html

自供电无线 U 盘示例

https://github.com/espressif/esp-iot-solution/tree/master/examples/usb/device/usb_msc_wireless_disk