乐鑫ESP32-H4：支持 802.15.4 和 Bluetooth 5.4 (LE) 的低功耗 SoC

乐鑫信息科技 (688018.SH) 推出的ESP32-H4，继 ESP32-H2 后进一步丰富了公司的 802.15.4 和 Bluetooth LE 产品矩阵。这款融合了 802.15.4 和 Bluetooth 5.4 (LE) 技术的新一代 SoC在功耗、连接性能和内存扩展能力方面均进行了显著升级，能够满足市场对低功耗无线设备日益增长的需求。ESP32-H4 的推出也标志着乐鑫在自研低功耗蓝牙芯片领域的重大技术突破，从以支持 Bluetooth 5.0 功能为主的芯片，升级到蓝牙的最新版本 Bluetooth 5.4。

ESP32-H4 功能框图

ESP32-H4 融合了多项关键连接技术，包括符合 IEEE 802.15.4 和 Bluetooth 5.4 (LE) 标准的无线连接。这为构建低功耗 Mesh 架构（基于 Thread 1.3、Zigbee 3.0 和最新的蓝牙 Mesh 1.1 协议）提供了可靠的支撑。

ESP32-H4 是乐鑫针对低功耗蓝牙市场推出的一款重要芯片，引入了低功耗蓝牙音频（LE Audio，BIS 和 CIS）、寻向功能 （Direction Finding，AoA 和 AoD）、亚速率连接 (Connection Subrating) 、以及带响应的周期性广播 (PAwR) 等增强功能。LE Audio 是新一代蓝牙音频技术标准，在低功耗蓝牙上实现了音频通信，带来了更低的功耗、更短的延迟和更出色的音质。LE Audio 还支持向多个耳机广播音频，解决了目前市场上一个手机只能连接一对蓝牙耳机等痛点问题。蓝牙寻向功能通过到达角 (AoA) 和出发角 (AoD) 方法实现定位，可以获得比蓝牙 RSSI 定位更准确的定位精度，适用于室内定位以及工厂、医院的实时资产追踪等应用场景。PAwR 技术可以实现一个控制设备（如网关）和数千个终端节点的双向通信，同时保证了终端节点的低功耗，特别适合电子货架标签 (ESL) 等应用场景。

ESP32-H4 搭载 RISC-V 32 位双核处理器，时钟频率最高可达 96 MHz，配备 320 KB 片上 SRAM、128 KB ROM，并兼容外部 flash。它还支持高达 4 MB 的 PSRAM，为开发者提供了更加灵活的内存管理方案。ESP32-H4 在设计中也高度重视安全性能，它集成了安全启动、flash 加密和加密加速器等功能，能够有效保护私钥的安全。ESP32-H4 中集成的 DC-DC 电源可用于构建低功耗电池供电设备。它通过高效的电压调节来降低供电电压，从而显著优化 SoC 的功耗。同时，通过在低功耗模式下选择性激活外设，还能进一步提升设备电池的续航表现。

ESP32-H4 在无线连接功能的显著升级、功耗的优化，以及双核 CPU 的加持，使其可以实现一些复杂的物联网应用场景，例如可穿戴设备、医疗设备、低功耗蓝牙音频、低功耗传感器等应用。ESP32-H4 通过结合 802.15.4、Bluetooth LE 技术及卓越的低功耗特性，有助于构建具备长久续航能力的物联网设备。它也是构建由电池驱动的 Matter over Thread 设备的理想之选。

ESP32-H4 集成多达 35 个 GPIO，支持 I2C、I2S、SPI、UART、LED-PWM、ADC、Timers、DMA、TWAI、USB-OTG 和 MC-PWM 等标准微控制器外设，以及用于自动化触发任务的事件任务矩阵 (Event Task Matrix) 专用外设。此外，ESP32-H4 还拥有 14 个触摸感应 GPIO，适用于有人机交互 (HMI) 需求的应用场景。

ESP32-H4 沿用乐鑫成熟的物联网开发框架 ESP-IDF（已成功赋能数以亿计物联网设备）。此外，ESP32-H4 还支持 ESP-Matter-SDK，使客户能够快速构建由电池驱动的 Matter 产品。