一、前言
有在使用或是關注 ESP32 開發板的人，一定有聽過 TTGO T-Display 這塊板子。板上內建了高解析度的全彩 TFT 螢幕，帶有鋰電池充放電迴路，精美小巧的尺寸適用於多數應用情境，親民的價錢也讓 TTGO T-Display 有不少的愛好者。如果你也喜歡，那你也不能錯過由相同團隊 Lilygo 所推出的 T-Display S3。
乍聽之下您可能會好奇，不是 TTGO 嗎？怎麼變成了 LILYGO？ 其實這兩塊設計絕對是師出同門，但所謂樹大招風，TTGO 這塊板子受到市場熱烈歡迎之後，產了不少副廠所製作的致敬板本。也因此後來 Lilygo 團隊將所有產品都正名冠上 LILYGO 的名稱，並且註冊成為商標，同時也印刷在電路板上，以此來遏止智慧財產權的侵犯。 而今天來的 T-Display S3 有什麼厲害之處呢？我們一起來看看。
二、精緻的包裝與電路外觀
首先看到外包裝的部分，和前代 TTGO T-Display 相同，使用塑膠殼包裝，筆者還蠻喜歡這種包裝方式，除了牢靠之外還可以重複使用。上面貼有貼紙告訴你是 T-Display S3，核心為 ESP32-S3R8，並帶有 1.9” 的 8 Bit LCD。從這邊就可以知道主要硬體的配置，MCU 的型號為 ESP32-S3R8，R8 的意思是帶有 8MB 的 RAM。我們也可以從樂鑫官方的選型表知道，ESP32-S3 SOC 晶片有多種規格，從不帶 RAM 的、2MB RAM 到最高的記憶體 8MB，甚至還有帶內建 Flash 的版本。而在這塊開發板則使用 8MB RAM，外掛 Flash 的配置。除此外可以看到他是使用 8Bit Parallel 並列傳輸來控制 TFT LCD 的。
打開後映入眼簾的是正面近乎滿板的 TFT，兩側僅留下 USB Type-C 兩顆按鈕以及 LILYGO 的 LOGO 字樣。同時很巧妙的使用壓克力架高 TFT 面板，除了可以避免 PCB 機構的干涉以外，還可以兼具導光的妙用，開啟 TFT 背光的同時，LOGO 與側面都可以微微透出白光，又將整體質感往上堆疊一個層次(*´∀`)~♥。翻過背面 PCB 印刷電路上也保持一貫的黑金質感，板上兩顆主要 IC 分別為樂鑫 ESP32-S3 以及華邦的 16MB NOR Flash 型號為 25Q128JVSQ。開發板除了既有的板上 PCB 天線之外，還多了一個 ipex RF 連接器，若是想要外接天線使用，可以直接透過此連接器接用各式天線。
三、硬體規格介紹
關於 LILYGO T-Display S3 與前代 TTGO T-Display 的硬體參數可以參閱下表，主要差異來自於核心處理器 ESP32-S3 與 ESP32，時脈雖然都是 240MHz 但在 S3 核心架構為 LX-7，效能能夠提升多少我們後面會用 CoreMark 做測試。同時 S3 也擁有較多的 GPIO 腳與原生 USB 介面，在跟電腦之間的溝通可以省去一個如同 CP2102 或是 CH340 的橋接 bridge IC。此外在搭配的 TFT 也有重大的更新，從原先 1.14” 放大到 1.9”，除了解析度提升 68% 來到 170 x 320，介面也受惠於 S3 更多的 GPIO 使用了 8 bit Parallel 並列傳輸介面可以做到更高的刷新率，但同時相應而來就是從官方接腳圖看到 TFT 的相關引腳就用上了 15 隻，以至於在開發板上引出排針上之 GPIO 腳未顯得比 TTGO 來得多。
| 開發板 | LILYGO T-Display S3 | TTGO T-Display |
|---|---|---|
| 微控制器 | ESP32 | ESP32-S3 |
| 核心 / 時脈 | 雙核 LX-7 / 240MHz | 雙核 LX-6 / 240MHz |
| 無線連接 | 802.11 b/g/n + BT 5 (BLE) | 802.11 b/g/n + BT 4.2 |
| MCU GPIO | 44 GPIOs | 34 GPIOs |
| 板上引出 GPIO | 13 GPIOs | 16 GPIOs |
| ADC | 2 x 12-bit SAR ADC | 12-bit SAR ADC |
| TFT 大小 | 1.9” 170 x 320 全彩 TFT | 1.14” 135 x 240 全彩 TFT |
| TFT 介面 | 8 bit Parallel | SPI |
藉由官方提供的開發板引腳圖更容易理解，T-Disaply S3 在排針引腳少了三個 IO，而被 NC（未連接）標示所取代。板上連接器的部分除了原有 1.5mm 的電池連接器之外，還多了一個 1.0mm 的 Stemma QT 連接器。 Stemma QT 是 Adafruit 所推出的連接器系統，因應物聯網開發板越做越小，若仍使用 2.54mm 排針或是 2.0mm Grove 連接器，面積則勢必會往上增加，失去小型化的意義。可惜的是目前支援 Stemma QT 的模組或感測器普遍的程度還不是很高，只能說是未雨綢繆以備日後不時之需。
四、Benchmark 效能比較
筆者也很好奇，ESP32-S3 的效能能夠提升多少，因此將使用 CoreMark 來測試 LILYGO T-Display S3 與 TTGO T-Display 這兩塊開發板來跑單核心的測試。筆者使用的開發環境為 Arduino 2.0.4 ESP32 開發板支援版本為 2.0.7。
最後在 ESP32-S3 所測得結果為 451.3 分，相較於 ESP32 的 374.7 分有 20% 的效能提升，顯現出相同時脈下 LX-7 架構的確在性能上較為出色，也足以應付更大量的效能計算。不過最後也要聲明，此測試也有存在誤差的可能僅供參考之用，且效能並非絕對，還是要權衡輕重挑選適合自己的開發板！
五、小結
LILYGO 的 T-Display 系列在 Maker 圈一直都有不少愛用者，除了本身 ESP32 運算能力強大，搭配高質感的印刷電路作工與彩色 TFT 顯示器已成為其招牌特色。網路上也有不少玩家分享其作品與專案，好比 Youtube 頻道 Volos Projects 也是筆者長期追蹤關注的頻道，裡面實際使用 T-Display 完成不少顯示或是遊戲專案，而該創作者也不藏私的將程式碼在github 分享。如果您也對於 ESP32 搭配螢幕的開發板有興趣，也務必留意接下來 LILYGO 團隊還會端出什麼新菜色！
