樂鑫科技在2014和2016年分別推出了ESP8266和ESP32芯片。ESP8266是單Wi-FiMCU，適合于簡單的物聯網應用場景；ESP32同時支持Wi-Fi和Bluetooth/BluetoothLE，可滿足需要高算力或強大安全性能的產品需求。兩款芯片均已成功應用于數以億計的物聯網設備，成為國際市場上不可或缺的物聯網芯片。

與此同時，隨著物聯網市場的飛速發展，用戶對物聯網芯片的功能定義與成本預期也愈發明晰。樂鑫科技意識到，一款有競爭力的物聯網芯片，必須在性能和成本之間取得良好的平衡。同時，市場上也需要多樣化的物聯網芯片，以滿足不同用戶的需求。于是，樂鑫設計開發了ESP32-C3，滿足常見的物聯網產品功能需求，同時大幅度提升產品的安全性能。

ESP32-C3的設計，著重考量了以下幾點：

安全問題至關重要。即使是低成本的連接方案，也需要為防止常見的安全威脅而提供保護措施，以確?？蛻粑锫摼W產品的硬件安全和軟件安全。

低功耗藍牙5.0（BluetoothLE5.0）可以在配網等方面提升終端用戶體驗，也有助于設備廠商對物聯網設備進行診斷分析。

充足的內存（400KBSRAM+384KBROM）與低成本。對于物聯網產品開發，芯片充足的可用內存與成本優勢同樣重要。芯片內存受限的情況下，設備的內存優化與管理對廠商來說都是極大的挑戰。

ESP32-C3搭載RISC-V32位單核處理器，時鐘頻率高達160MHz，內置400KBSRAM，集成了2.4GHzWi-Fi和支持長距離的BluetoothLE5.0，具有行業領先的射頻性能和低功耗。它具有22個可編程GPIO管腳，支持ADC、SPI、UART、I2C、I2S、RMT、TWAI和PWM。

ESP32-C3功能框圖：

接下來，會詳述ESP32-C3的幾項關鍵優勢：

安全性

對物聯網設備的攻擊通常指的是：

竊取敏感數據

對設備進行未授權控制

竊取設備身份，繼而對設備云進行未授權訪問

攻擊物聯網設備的方式多樣：可以利用軟件和協議漏洞進行遠程攻擊；也可以通過直接訪問flash和“故障注入”進行物理攻擊。隨后，在設備上安裝惡意固件作為默認固件，使攻擊永久進行。

物聯網設備必須提供充分的保護措施以防止各類惡意攻擊。ESP32-C3具有完善的安全機制，能夠有效抵抗上述威脅：

安全啟動：

ESP32-C3使用基于RSA-3072的標準身份驗證方案，確保在設備上運行受信任的應用程序。該功能可阻止設備運行燒錄在flash中的惡意程序。安全啟動需要快速高效地進行，以滿足即時啟動設備（如球泡燈）的需求，ESP32-C3的安全啟動方案僅在設備啟動過程中增加了不到100ms的時間開銷。

Flash加密：

ESP32-C3使用基于AES-128-XTS算法的flash加密方案，確保應用程序與配置數據在flash中保持加密狀態。flash控制器支持執行加密的應用程序固件，這不僅為存儲在flash中的敏感數據提供了必要保護，還防止了運行時由于固件更改造成的TOCTTOU（time-of-check-to-time-of-use）攻擊。

數字簽名和HMAC外設：

ESP32-C3的數字簽名外設可以通過固件不可訪問的私鑰生成數字簽名。同樣地，其HMAC外設也可以生成固件不可訪問的加密摘要。目前，大多數物聯網云服務使用基于X.509證書的身份驗證，數字簽名外設保護了定義設備身份的私鑰。這樣一來，即使出現軟件漏洞，它也能為設備身份提供強大的保護。

世界控制器模塊：

ESP32-C3新增了世界控制器模塊，該模塊提供了兩個互不干擾的執行環境。根據配置，世界控制器使用可信執行環境（TEE）或權限分離機制。如果應用程序固件需要處理敏感的安全數據（如DRM服務），則可以利用世界控制器模塊，在安全區域處理數據。

支持長距離的BluetoothLE5.0

物聯網設備通常使用Wi-Fi連接到云服務，但是只具有Wi-Fi功能的設備會對配網帶來一定困難：它們無法向配網程序提供可靠的配置反饋；同時，IOS和Android配網程序在連接網絡時也會產生額外的復雜性。然而，BluetoothLE使設備配網變得很簡單，BluetoothLE在本地環境中也很容易被發現并進行控制。

BluetoothLE協議的早期版本，傳輸距離比較短，不適用于在大型空間內實現本地點對點直接控制。ESP32-C3增加了對BluetoothLE5.0協議的支持，包含CodedPHY（LongRange）和擴展廣播（extendedadvertisement）功能。它通過引入FEC編解碼等技術，雖然增加了數據冗余度，但是大幅度增加了設備通信距離（通常為100米）。此外，ESP32-C3還支持藍牙Mesh（BluetoothMesh）協議，這使它成為了控制本地網絡設備，以及直接與其他BluetoothLE5.0傳感器設備進行通信的強大候選設備之一。

充足的內存

不同的應用場景對內存的需求不盡相同，因此很難定義一顆SoC最合適的內存大小。根據我們的經驗，在保持BluetoothLE工作狀態下，用戶通常需要用一到兩個TLS鏈接連接云端，同時還要保留合理的空間供應用程序使用。ESP32-C3的內置400KBSRAM不僅滿足了這些需求，而且芯片成本也控制在合理的預算范圍內。此外，ESP32-C3具有用于指令（IRAM）和數據（DRAM）存儲的動態分區，使可用內存被有效地最大化。還需注意的是，與ESP32相比，我們對藍牙子系統的內存使用進行了優化，更多細節將在新版本ESP-IDF發布時提供。

成熟的軟件支持

ESP32-C3沿用樂鑫成熟的物聯網開發框架ESP-IDF。物聯網設備所使用的軟件，很大一部分都由與硬件相對獨立的軟件組件構成。而ESP-IDF已成功賦能了數以億計的物聯網設備，并歷經了嚴格的測試和發布周期。開發人員基于ESP-IDF成熟的軟件架構，憑借對API和工具的熟悉，將更容易構建ESP32-C3應用程序。此外，基于ESP-IDF的軟件組件（如云代理）無需任何更改，就可以直接在ESP32-C3上使用。

ESP32-C3也支持在從機模式下工作，通過ESP-AT和ESP-HostedSDK為外部主機微控制器和微處理器提供Wi-Fi與BluetoothLE連接功能。

ESP32-C3成本對標ESP8266。為簡化客戶端硬件設計，它還有一款內置flash的子型號ESP32-C3F。此外，我們還為用戶提供一系列全面通過各項認證的低成本模組，以方便用戶構建物聯網設備。ESP32-C3-MINI-1模組尺寸小巧（13×19mm），可支持最高工作溫度105℃。ESP32-C3-WROOM-1模組也支持105℃的最高工作溫度，它還與ESP-WROOM-02D和ESP-WROOM-02模組引腳兼容，方便用戶升級到ESP32-C3。

綜上所述，ESP32-C3專為常見的物聯網應用場景設計。同時，啟明云端作為樂鑫科技最大的代理商合作伙伴，會和樂鑫科技一起，持續開發新的解決方案，滿足產業多樣化的物聯網應用需求。