SCINTIX P4 es un módulo de RELOC pensado para acelerar el desarrollo de productos con el ESP32-P4. Integra memoria, regulación de energía, conectividad inalámbrica multiprotocolo y un PHY de Ethernet en el formato de la Raspberry Pi CM4 y CM5, así que se pueden reutilizar placas base (carriers) existentes desde el prototipo hasta la producción. Lo presentó la empresa en el blog para desarrolladores de Espressif.

SCINTIX P4, desarrollado por RELOC, reduce el trabajo de diseño de hardware que exige un producto basado en el ESP32-P4. Ese chip es un microcontrolador de los llamados crossover, que combina un MAC Ethernet 10/100, USB de alta velocidad, interfaces MIPI para pantalla y cámara, E/S flexible y aceleración de multimedia por hardware. SCINTIX P4 lo empaqueta con memoria, regulación de energía y un PHY de Ethernet, y agrega un ESP32-C6 para Wi-Fi, Bluetooth e IEEE 802.15.4.

RELOC eligió el formato de la Raspberry Pi CM4 y CM5 porque el P4 maneja muchas de las interfaces de periféricos que usan los procesadores de aplicación (MPU). Según la empresa, eso convierte a SCINTIX P4 en el primer compute module basado en un microcontrolador con ese formato, y permite reutilizar placas base que ya existen.

Se puede desarrollar y probar el producto sobre una placa base comercial y usarla en producción si cumple los requisitos. Si hace falta un formato o una distribución de E/S específica, se diseña una placa base propia alrededor del mismo módulo, sin el trabajo más complejo de integrar desde cero el microcontrolador, la memoria y las fuentes de alimentación.

SCINTIX P4 por arriba y por abajo. Los dos conectores Hirose encajan en la placa base CM4/CM5.

¿Qué trae a bordo?

  • Microcontrolador: ESP32-P4NRW32X, con dos núcleos RISC-V a 400 MHz, extensiones de instrucciones para IA y una FPU de precisión simple, más un núcleo de bajo consumo para tareas siempre activas.
  • Gráficos y video: acelerador de procesamiento de píxeles 2D (PPA) y códecs H.264 y JPEG.
  • Memoria: 32 MB de PSRAM y 32 MB de flash NOR.
  • Inalámbrico: ESP32-C6 con Wi-Fi 6 en 2,4 GHz, Bluetooth 5 e IEEE 802.15.4, unido al P4 por SDIO de 4 bits y UART.
  • Ethernet: PHY 10/100 integrado (Microchip KSZ8091RNACA).
  • Pantalla y cámara: MIPI-DSI de 2 líneas y MIPI-CSI de 2 líneas, llevadas a los conectores CM4/CM5.
  • USB: USB-C para alimentación y programación, más USB 2.0 OTG para los puertos host de la placa base.
  • Expansión: 23 GPIO del ESP32-P4 en el conector de 40 pines de la placa base. La sección de distribución de pines detalla las señales compartidas.
  • Formato: huella CM4/CM5 de 55 × 40 mm, con dos conectores placa a placa Hirose DF40C-100DP.
  • Peso y temperatura de operación: 8,2 g, de -20 a 70 °C.

Placas base compatibles

RELOC comparó el soporte en varias placas base de uso común, entre ellas las IO Board oficiales de Raspberry Pi y modelos de Waveshare. Las funciones construidas sobre interfaces típicas de sistemas con MPU, como HDMI y PCIe, no pasan a este montaje basado en microcontrolador.

El mismo módulo en distintas placas base CM4/CM5

Las pruebas de periféricos usaron las pantallas Raspberry Pi Touch Display 2 y ESP32-P4 HMI SubBoard V1.2, y la cámara AS-AG638A32 (SC2336 de 2 MP, del kit ESP32-P4-Function-EV-Board).

La guía de placas base explica los casos que requieren un cambio o tienen una limitación, incluidos ajustes de jumpers y cambios de componentes.

¿Cómo se empieza?

Los pasos siguientes primero levantan el módulo con un Hello World y después prueban Ethernet como segundo ejemplo. Hay que instalar ESP-IDF v6.0.1 con la guía de instalación y abrir una terminal de ESP-IDF. Los dos ejemplos se probaron con esa versión.

Primera grabación por USB-C

El ejemplo Hello World sirve para verificar la instalación de ESP-IDF y la consola USB. El módulo funciona solo por USB-C. Se conecta al computador con un cable de datos y se dejan abiertos los pines 3 y 4 de J6 (la opción por defecto).

Código
git clone https://github.com/relocsrl/scintix-p4.git
cd scintix-p4/examples/rm-cmp4_hello
idf.py set-target esp32p4
idf.py menuconfig

En Component config → ESP System Settings → Channel for console output se elige USB Serial/JTAG, y luego se guarda y se sale.

Para compilar, grabar y abrir el monitor:

Código
idf.py -p PORT flash monitor

PORT se reemplaza por el puerto serie del módulo, por ejemplo COM5 en Windows. La consola imprime Hello world!, la información del chip y una cuenta regresiva antes de reiniciar. Del monitor se sale con Ctrl+].

Probar Ethernet en una placa base

El ejemplo de iperf por Ethernet mide el rendimiento sobre una Raspberry Pi CM4 IO Board. Con la alimentación desconectada, se monta el módulo en la placa base. Luego se alimenta la placa por su entrada normal y se conecta su RJ45 a una red con DHCP. El USB-C del módulo se vuelve a conectar para grabar y para la consola, con J6 abierto igual que en el primer paso.

Desde la carpeta del Hello World se compila y se graba:

Código
cd ../rm-cmp4_eth_iperf
idf.py set-target esp32p4
idf.py -p PORT flash monitor

Cuando el módulo obtiene dirección IP, la consola muestra el indicador iperf>. En un PC de la misma red se inicia un servidor UDP de iperf 2.x:

Código
iperf -u -s -i 3

En el indicador del módulo se corre una prueba UDP de 30 segundos:

Código
iperf -u -c PC_IP -i 3 -t 30

PC_IP se reemplaza por la dirección del PC. El README del ejemplo reporta cerca de 73 Mbit/s de subida y 79 Mbit/s de bajada en este montaje, e incluye los comandos para ambas direcciones.

Para probar Wi-Fi o conectar dispositivos USB están los ejemplos de rendimiento Wi-Fi y de USB host. El ejemplo de Wi-Fi usa ESP-Hosted con el ESP32-C6.

Ejemplos de aplicación

Para una interfaz gráfica o un agente conectado, hay dos demostraciones con firmware y guías de instalación:

Distribución de pines

En el conector de expansión de 40 pines se usan los números de GPIO del ESP32-P4 para configurar I²C, SPI, UART o PWM a través de la matriz de GPIO. La tabla del original incluye además las funciones originales del conector como referencia para conectar HAT. Sigue la disposición del conector de 2×20 de la placa base, con cada fila como un par de pines adyacentes.

Señales compartidas y restricciones:

  • Pares unidos. Las posiciones 27 y 32 comparten el GPIO12, la 26 y la 28 el GPIO13, y la 37 y la 40 el GPIO46. Cada posición del conector pasa por una resistencia de 0 Ω propia en el módulo, que se puede retirar para aislarla.
  • I²C de la placa base. El bus I²C de cámara y pantalla también usa el GPIO7 (SDA0, posición 23) y el GPIO8 (SCL0, posición 29), con resistencias pull-up de 10 kΩ en el módulo. Las posiciones 3 y 5 no están conectadas.
  • Control del ESP32-C6. Hay que reservar el GPIO54 (posición 18) para el encendido del C6 y el GPIO6 (21) para despertarlo cuando se usa la conectividad inalámbrica.
  • Ventilador. El ventilador de la placa base usa el GPIO48 (posición 31) para el tacómetro y el GPIO47 (33) para PWM. Al retirar los puentes de 0 Ω correspondientes, esos GPIO quedan libres.
  • Pin de arranque. Para entrar en modo de descarga, el GPIO36 (posición 36) tiene que estar en alto al reiniciar. Un periférico que lo lleve a bajo puede impedir la grabación. Este pin no afecta el arranque normal.

Conexiones con la placa base

Los conectores CM4/CM5 llevan estas señales:

  • Ethernet, con los dos pares diferenciales del PHY 10/100 y el LED de enlace, hacia el RJ45 de la placa base.
  • microSD, por la ranura SDIO 1, con reloj, comando, cuatro líneas de datos y habilitación de alimentación.
  • USB, con USB 2.0 OTG de alta velocidad en el puerto USB 2.0 principal de la placa base, y OTG de velocidad completa en las líneas USB 2.0 del primer puerto USB 3.0 de la CM5.
  • MIPI-DSI y MIPI-CSI, con dos líneas de datos más reloj cada una, en las posiciones DSI1 y CSI1.
  • Alimentación, con entrada de 5 V desde la placa base y un riel de 3,3 V compartido. No hay salida de 1,8 V.
  • Arranque, con el pin 92 del CM (botón de encendido en la CM5, RUN en la CM4) conectado al pin de arranque del ESP32-P4, el GPIO35.

Conexiones de programación

Las compilaciones con consola por UART0 usan el conector de programación de 6 pines junto al ESP32-P4, donde se puede conectar un ESP-Prog-2. La guía de placas base explica cómo llevar USB Serial/JTAG al puerto USB de la placa base con J6.

Disponibilidad y recursos

SCINTIX P4 está en etapa de prelanzamiento en Crowd Supply. Para pedir muestras, el contacto es info@reloc.it.