Arduino UNO R4 WiFi
ABX00087 / RA4M1 프로세서 + ESP32-S3 / 빌트인 와이파이 + 블루투스 / 온보드 12x8 LED 매트릭스 / 포트 : USB-C / 우노 R3 대비 메모리 증가(256kB Flash, 32kB RAM) + 클럭 속도 향상(메인 코어 48MHz, ESP32-S3 최대 240MHz) 및 12-bit DAC, CAN BUS, OP AMP 추가, 24V 입력 지원 / 빌트인 HID + Qwiic 커넥터
UNO R4 WiFi | Arduino Documentation
The Arduino UNO R4 WiFi is designed around the 32-bit microcontroller RA4M1 from Renesas while also featuring a ESP32 module for Wi-Fi® and Bluetooth® connectivity. Its distinctive 12x8 LED matrix…

https://docs.arduino.cc/static/7213672559d941d779c2304ba6934c1d/ABX00087-datasheet.pdf

몃가지 부품을 구입하고자 디바이스마트에 접속해보았는데 새로운 아두이노를 팔고 있었습니다.

ATMega에서 ARM 계열로 변경되고, 통신모듈로 무려 ESP32-s3를 사용한점이 흥미로워 공식 문서를 읽어보며 간단하게 정리해 보았습니다. 메인 프로세서인 RA4M1과 통신 모듈인 ESP32s3 를 위주로 정리를 해보았습니다.

ESP32-S3-MINI-1-N8를 Wi-Fi, Bluewtooth 통신 모듈로 사용하고 있습니다.

메인 프로세서로 Cortex-M4 기반의 Renesas RA4M1 을 사용하고 있네요

원래 ATmega 8bit mcu를 주로 사용했었는데 ARM 계열 칩으로 교체된 모습입니다.

뭔가 통신 모듈이 메인 프로세서보다 성능이 더 좋은 기묘한 모습의 보드 입니다. 물론 ESP32 를 통신 모듈로만 사용하지 않고, RA4M1 과 독립적으로 작동하게 할 수 있었습니다.

아래 표는 보드에 사용된 ESP32-S3RA4M1 의 성능을 간단하게 정리해 보았습니다.

ESP32-S3-MINI-1-N8 Renesas RA4M1
베이스 XTensa LX7 Cortex-M4
클럭 240MHz 48MHz
플래시 8MB 256kB
SRAM 512kB 32kB
전압레벨 3.3v 5v

RA4M1

https://www.renesas.com/us/en/document/dst/renesas-ra4m1-group-datasheet?r=1054146

  • 14-bit A/D 컨버터
  • USB 2.0 지원
  • CAN 2.0B 지원
  • SPI 지원
  • I2C 지원
  • UART 지원
  • FreeRTOS 지원

기존 아두이노 우노와 달리 GPIO당 최대 전류가 8mA로 줄었기 때문에 아두이노로 바로 MOSFET을 제어하는 등의 방법은 지양해야 할것으로 보입니다.

ESP32-S3-MINI-1-N8

통신 모듈이 없는 Minima 버전도 있습니다.

https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32-s3-mini-1_mini-1u_datasheet_en.pdf

  • 802.11 b/g/n
  • BLE, Bluetooth 5, Bluetooth mesh
  • SPI, UART, I2C 지원
  • USB 1.1 OTG 지원
  • CAN 지원

ESP 모듈에 직접 연결 가능한 핀이 제공됩니다.

ESP32-s3 모듈을 통신용으로만 사용하기에는 상당히 아쉬운 모습이지만, 다행히도 점퍼핀 설정으로 ESP32-s3 모듈에 프로그래밍이 가능합니다.

ESP32-s3 자체가 아두이노를 지원하기도 하기도 하고, ESP-IDF 를 사용하여 완전하게 ESP의 성능을 끌어낼 수 있을것으로 보입니다.

메인 연산과 통신은 ESP가 담당하고, 주변기기 제어는 RA4M1 이 담당하도록 구성하는것이 이 보드의 성능을 완전히 이끌어내기 좋아보입니다.

Arduino UNO R4 WiFi Cheat Sheet | Arduino Documentation
Learn how to set up the Arduino UNO R4 WiFi, the fourth revision of our most popular and important development board.

기본적으로 USB 는 ESP에 연결되며, ESP는 통신및 직렬 브리지 역할을 합니다.

USB Selector를 트리거하여 USB가 RA4M1 에 직접 연결되게 설정할 수 있는것으로 보이며, 보드 뒷면에 납땜 패드를 단락시켜 영구적으로 이를 설정할 수 있어 보입니다.

핀아웃