Espressif Systems ESP32-S3 - Table of Contents

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1 About This Document 3
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Latest Version of This Document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Product Overview 5
3 Schematic Checklist 7
3.1 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.1 Digital Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.2 Analog Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.3 RTC Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 Chip Power-up and Reset Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3 Flash and PSRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.3.1 In-Package Flash and PSRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.3.2 O󰝗-Package Flash and PSRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4 Clock Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.1 External Crystal Clock Source (Compulsory) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.4.2 RTC Clock Source (Optional) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.5 RF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5.1 RF Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.5.2 RF Tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.6 UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.7 Strapping Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.8 GPIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.9 ADC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.10 SDIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.11 USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.12 Touch Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4 PCB Layout Design 25
4.1 General Principles of PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.2 Positioning a Module on a Base Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.3 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.3.1 General Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.3.2 3.3 V Power Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.3.3 Analog Power Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4 Crystal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.5 RF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.6 Flash and PSRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.7 UART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.8 USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.9 SDIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.10 Touch Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.10.1 Electrode Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.10.2 PCB Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
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