docs/zh_CN/api-guides/wifi-driver/wifi-performance-and-power-save.rst
:link_to_translation:en:[English]
.. _wifi-buffer-usage:
本节只介绍动态缓冲区配置。
缓冲区配置的重要性 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
为了获得一个具有强健、高性能的系统，我们需要非常谨慎地考虑内存的使用或配置情况，因为：
由于这些原因，不存在一个适合所有应用程序的配置。相反，我们必须为每个不同的应用程序考虑不同的内存配置。
动态与静态缓冲区 ++++++++++++++++++++++++++++++
Wi-Fi 驱动程序中默认的缓存类型是“动态”。大多数情况下，动态缓冲区可以极大地节省内存。但是因为应用程序需要考虑 Wi-Fi 的内存使用情况，会给应用程序编程造成一定的难度。
lwIP 还在 TCP/IP 层分配缓冲区，这种缓冲区分配也是动态的。具体内容，见 lwIP 文档内存使用和性能部分 <https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-guides/lwip.html#minimum-ram-usage>_。
Wi-Fi 动态缓冲区峰值 ++++++++++++++++++++++++++++++
Wi-Fi 驱动程序支持多种类型的缓冲区（参考 :ref:Wi-Fi 缓冲区配置 <wifi-buffer-configure> ）。但本节只介绍 Wi-Fi 动态缓冲的使用方法
Wi-Fi 使用的堆内存峰值是 Wi-Fi 驱动程序 理论上消耗的最大内存。通常，该内存峰值取决于：
b_{rx} 配置的动态接收数据缓冲区数b_{tx} 配置的动态发送数据缓冲区数m_{rx} Wi-Fi 驱动程序可以接收的最大数据包m_{tx} Wi-Fi 驱动程序可以发送的最大数据包因此，Wi-Fi 驱动程序消耗的内存峰值（:math:p）可以用下面的公式计算：
.. math::
p = (b_{rx} * m_{rx}) + (b_{tx} * m_{tx})
一般情况下，不需要关心动态发送数据长缓冲区和超长缓冲区，因为它们是管理帧，对系统的影响很小。
下表是我们在 Espressif 实验室和屏蔽箱中获得的最佳吞吐量结果。
.. only:: esp32
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15 20
* - 类型/吞吐量
- 实验室空气状况
- 屏蔽箱
- 测试工具
- IDF 版本 (commit ID)
* - 原始 802.11 数据包接收数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - 原始 802.11 数据包发送数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - UDP 接收数据
- 30 MBit/s
- 85 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - UDP 发送数据
- 30 MBit/s
- 75 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - TCP 接收数据
- 20 MBit/s
- 65 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - TCP 发送数据
- 20 MBit/s
- 75 MBit/s
- iperf example
- 15575346
使用 iperf example 测试吞吐量时，sdkconfig 是 :idf_file:`examples/wifi/iperf/sdkconfig.defaults.esp32`。
.. only:: esp32s2
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15 20
* - 类型/吞吐量
- 实验室空气状况
- 屏蔽箱
- 测试工具
- IDF 版本 (commit ID)
* - 原始 802.11 数据包接收数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - 原始 802.11 数据包发送数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - UDP 接收数据
- 30 MBit/s
- 70 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - UDP 发送数据
- 30 MBit/s
- 50 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - TCP 接收数据
- 20 MBit/s
- 32 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - TCP 发送数据
- 20 MBit/s
- 37 MBit/s
- iperf example
- 15575346
使用 iperf example 测试吞吐量时，sdkconfig 是 :idf_file:`examples/wifi/iperf/sdkconfig.defaults.esp32s2`。
.. only:: esp32c3
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15 20
* - 类型/吞吐量
- 实验室空气状况
- 屏蔽箱
- 测试工具
- IDF 版本 (commit ID)
* - 原始 802.11 数据包接收数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - 原始 802.11 数据包发送数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - UDP 接收数据
- 30 MBit/s
- 50 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - UDP 发送数据
- 30 MBit/s
- 40 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - TCP 接收数据
- 20 MBit/s
- 35 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - TCP 发送数据
- 20 MBit/s
- 37 MBit/s
- iperf example
- 15575346
使用 iperf example 测试吞吐量时，sdkconfig 是 :idf_file:`examples/wifi/iperf/sdkconfig.defaults.esp32c3`。
.. only:: esp32c5
- 2.4 GHz 频段
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15 20
* - 类型/吞吐量
- 实验室空气状况
- 屏蔽箱
- 测试工具
- IDF 版本 (commit ID)
* - 原始 802.11 数据包接收数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - 原始 802.11 数据包发送数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - UDP 接收数据
- 30 MBit/s
- 68 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - UDP 发送数据
- 30 MBit/s
- 63 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - TCP 接收数据
- 20 MBit/s
- 59 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - TCP 发送数据
- 20 MBit/s
- 49 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
- 5 GHz 频段
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15 20
* - 类型/吞吐量
- 实验室空气状况
- 屏蔽箱
- 测试工具
- IDF 版本 (commit ID)
* - 原始 802.11 数据包接收数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - 原始 802.11 数据包发送数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - UDP 接收数据
- 30 MBit/s
- 71 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - UDP 发送数据
- 30 MBit/s
- 64 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - TCP 接收数据
- 20 MBit/s
- 61 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - TCP 发送数据
- 20 MBit/s
- 50 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
使用 iperf example 测试吞吐量时，sdkconfig 是 :idf_file:`examples/wifi/iperf/sdkconfig.defaults.esp32c5`。
.. only:: esp32c6
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15 20
* - 类型/吞吐量
- 实验室空气状况
- 屏蔽箱
- 测试工具
- IDF 版本 (commit ID)
* - 原始 802.11 数据包接收数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - 原始 802.11 数据包发送数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - UDP 接收数据
- 30 MBit/s
- 63 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - UDP 发送数据
- 30 MBit/s
- 51 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - TCP 接收数据
- 20 MBit/s
- 46 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - TCP 发送数据
- 20 MBit/s
- 43 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
使用 iperf example 测试吞吐量时，sdkconfig 是 :idf_file:`examples/wifi/iperf/sdkconfig.defaults.esp32c6`。
.. only:: esp32c61
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15 20
* - 类型/吞吐量
- 实验室空气状况
- 屏蔽箱
- 测试工具
- IDF 版本 (commit ID)
* - 原始 802.11 数据包接收数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - 原始 802.11 数据包发送数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - UDP 接收数据
- 30 MBit/s
- 68 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - UDP 发送数据
- 30 MBit/s
- 53 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - TCP 接收数据
- 20 MBit/s
- 45 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
* - TCP 发送数据
- 20 MBit/s
- 37 MBit/s
- iperf example
- 7ff0a07d
使用 iperf example 测试吞吐量时，sdkconfig 是 :idf_file:`examples/wifi/iperf/sdkconfig.defaults.esp32c61`。
.. only:: esp32s3
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15 20
* - 类型/吞吐量
- 实验室空气状况
- 屏蔽箱
- 测试工具
- IDF 版本 (commit ID)
* - 原始 802.11 数据包接收数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - 原始 802.11 数据包发送数据
- N/A
- **130 MBit/s**
- 内部工具
- N/A
* - UDP 接收数据
- 30 MBit/s
- 88 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - UDP 发送数据
- 30 MBit/s
- 98 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - TCP 接收数据
- 20 MBit/s
- 73 MBit/s
- iperf example
- 15575346
* - TCP 发送数据
- 20 MBit/s
- 83 MBit/s
- iperf example
- 15575346
使用 iperf example 测试吞吐量时，sdkconfig 是 :idf_file:`examples/wifi/iperf/sdkconfig.defaults.esp32s3`。
.. _How-to-improve-Wi-Fi-performance:
{IDF_TARGET_NAME} Wi-Fi 的性能受许多参数的影响，各参数之间存在相互制约。如果配置得合理，不仅可以提高性能，还可以增加应用程序的可用内存，提高稳定性。
在本节中，我们将简单介绍 Wi-Fi/LWIP 协议栈的工作模式，并说明各个参数的作用。我们将推荐几种配置等级，你可以根据使用场景选择合适的等级。
协议栈工作模式 ++++++++++++++++++++++++++++++++++
.. figure:: ../../../_static/api-guides-WiFi-driver-how-to-improve-WiFi-performance.png :align: center
{IDF_TARGET_NAME} 数据路径
{IDF_TARGET_NAME} 协议栈分为四层，分别为应用层、LWIP 层、Wi-Fi 层和硬件层。
在接收过程中，硬件将接收到的数据包放入 DMA 缓冲区，然后依次传送到 Wi-Fi 的接收数据缓冲区、LWIP 的接收数据缓冲区进行相关协议处理，最后传送到应用层。Wi-Fi 的接收数据缓冲区和 LWIP 的接收数据缓冲区默认共享同一个缓冲区。也就是说，Wi-Fi 默认将数据包转发到 LWIP 作为参考。
在发送过程中，应用程序首先将要发送的消息复制到 LWIP 层的发送数据缓冲区，进行 TCP/IP 封装。然后将消息发送到 Wi-Fi 层的发送数据缓冲区进行 MAC 封装，最后等待发送。
参数 ++++++++++++++
适当增加上述缓冲区的大小或数量，可以提高 Wi-Fi 性能，但同时，会减少应用程序的可用内存。下面我们将介绍你需要配置的参数：
接收数据方向：
:ref:CONFIG_ESP_WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
该参数表示硬件层的 DMA 缓冲区数量。提高该参数将增加发送方的一次性接收吞吐量，从而提高 Wi-Fi 协议栈处理突发流量的能力。
:ref:CONFIG_ESP_WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
该参数表示 Wi-Fi 层中接收数据缓冲区的数量。提高该参数可以增强数据包的接收性能。该参数需要与 LWIP 层的接收数据缓冲区大小相匹配。
:ref:CONFIG_ESP_WIFI_RX_BA_WIN
该参数表示接收端 AMPDU BA 窗口的大小，应配置为 :ref:CONFIG_ESP_WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM 和 :ref:CONFIG_ESP_WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM 的二倍数值中较小的数值。
:ref:CONFIG_LWIP_TCP_WND_DEFAULT
该参数表示 LWIP 层用于每个 TCP 流的接收数据缓冲区大小，应配置为 WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM (KB) 的值，从而实现高稳定性能。同时，在有多个流的情况下，应相应降低该参数值。
发送数据方向：
:ref:CONFIG_ESP_WIFI_TX_BUFFER
该参数表示发送数据缓冲区的类型，建议配置为动态缓冲区，该配置可以充分利用内存。
:ref:CONFIG_ESP_WIFI_DYNAMIC_TX_BUFFER_NUM
该参数表示 Wi-Fi 层发送数据缓冲区数量。提高该参数可以增强数据包发送的性能。该参数值需要与 LWIP 层的发送数据缓冲区大小相匹配。
:ref:CONFIG_LWIP_TCP_SND_BUF_DEFAULT
该参数表示 LWIP 层用于每个 TCP 流的发送数据缓冲区大小，应配置为 WIFI_DYNAMIC_TX_BUFFER_NUM (KB) 的值，从而实现高稳定性能。在有多个流的情况下，应相应降低该参数值。
通过在 IRAM 中放置代码优化吞吐量：
.. only:: esp32 or esp32s2
- :ref:`CONFIG_ESP_WIFI_IRAM_OPT`
如果使能该选项，一些 Wi-Fi 功能将被移至 IRAM，从而提高吞吐量，IRAM 使用量将增加 15 kB。
- :ref:`CONFIG_ESP_WIFI_RX_IRAM_OPT`
如果使能该选项，一些 Wi-Fi 接收数据功能将被移至 IRAM，从而提高吞吐量，IRAM 使用量将增加 16 kB。
CONFIG_LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
如果使能该选项，一些 LWIP 功能将被移至 IRAM，从而提高吞吐量，IRAM 使用量将增加 13 kB。.. only:: esp32c6
- :ref:`CONFIG_ESP_WIFI_IRAM_OPT`
如果使能该选项，一些 Wi-Fi 功能将被移至 IRAM，从而提高吞吐量，IRAM 使用量将增加 13 kB。
- :ref:`CONFIG_ESP_WIFI_RX_IRAM_OPT`
如果使能该选项，一些 Wi-Fi 接收数据功能将被移至 IRAM，从而提高吞吐量，IRAM 使用量将增加 7 kB。
- :ref:`CONFIG_LWIP_IRAM_OPTIMIZATION`
如果使能该选项，一些 LWIP 功能将被移至 IRAM，从而提高吞吐量，IRAM 使用量将增加 14 kB。
.. only:: esp32s2
**缓存：**
- :ref:`CONFIG_ESP32S2_INSTRUCTION_CACHE_SIZE`
配置指令缓存的大小。
- :ref:`CONFIG_ESP32S2_INSTRUCTION_CACHE_LINE_SIZE`
配置指令缓存总线的宽度。
.. only:: esp32s3
**缓存：**
- :ref:`CONFIG_ESP32S3_INSTRUCTION_CACHE_SIZE`
配置指令缓存的大小。
- :ref:`CONFIG_ESP32S3_INSTRUCTION_CACHE_LINE_SIZE`
配置指令缓存总线的宽度。
- :ref:`CONFIG_ESP32S3_ICACHE_ASSOCIATED_WAYS`
配置指令缓存相连方式.
- :ref:`CONFIG_ESP32S3_DATA_CACHE_SIZE`
配置数据缓存的大小.
- :ref:`CONFIG_ESP32S3_DATA_CACHE_LINE_SIZE`
配置数据缓存行大小.
- :ref:`CONFIG_ESP32S3_DCACHE_ASSOCIATED_WAYS`
配置数据缓存相连方式.
.. note:: 上述的缓冲区大小固定为 1.6 KB。
如何配置参数 ++++++++++++++++++++++++++++
{IDF_TARGET_NAME} 的内存由协议栈和应用程序共享。
在这里，我们给出了几种配置等级。在大多数情况下，应根据应用程序所占用内存的大小，选择合适的等级进行参数配置。
下表中未提及的参数应设置为默认值。
.. only:: esp32
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 5 5 10 5 5 10 5
* - 等级
- Iperf
- 发送数据优先
- 高性能
- 接收数据优先
- 默认值
- 节省内存
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 37.1
- 113.8
- 123.3
- 145.5
- 144.5
- 170.2
- 185.2
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 16
- 6
- 6
- 6
- 6
- 6
- 4
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 64
- 16
- 24
- 34
- 20
- 12
- 8
* - WIFI_DYNAMIC_TX_BUFFER_NUM
- 64
- 28
- 24
- 18
- 20
- 12
- 8
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 32
- 8
- 12
- 12
- 10
- 6
- 禁用
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 65
- 28
- 24
- 18
- 20
- 12
- 8
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 65
- 16
- 24
- 34
- 20
- 12
- 8
* - WIFI_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
* - WIFI_RX_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 74.6
- 50.8
- 46.5
- 39.9
- 44.2
- 33.8
- 25.6
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 63.6
- 35.5
- 42.3
- 48.5
- 40.5
- 30.1
- 27.8
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 76.2
- 75.1
- 74.1
- 72.4
- 69.6
- 64.1
- 36.5
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 83.1
- 66.3
- 75.1
- 75.6
- 73.1
- 65.3
- 54.7
.. only:: esp32s2
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 10 10 10
* - 等级
- Iperf
- 高性能
- 默认
- 节省内存
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 4.1
- 24.2
- 78.4
- 86.5
- 116.4
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 8
- 6
- 6
- 4
- 3
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 24
- 18
- 12
- 8
- 6
* - WIFI_DYNAMIC_TX_BUFFER_NUM
- 24
- 18
- 12
- 8
- 6
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 12
- 9
- 6
- 4
- 3
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 24
- 18
- 12
- 8
- 6
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 24
- 18
- 12
- 8
- 6
* - WIFI_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
- 开启
- 关闭
* - WIFI_RX_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
- 关闭
- 关闭
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 开启
- 关闭
- 关闭
- 关闭
* - INSTRUCTION_CACHE
- 16
- 16
- 16
- 16
- 8
* - INSTRUCTION_CACHE_LINE
- 16
- 16
- 16
- 16
- 16
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 37.6
- 33.1
- 22.5
- 12.2
- 5.5
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 31.5
- 28.1
- 20.1
- 13.1
- 7.2
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 58.1
- 57.3
- 28.1
- 22.6
- 8.7
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 78.1
- 66.7
- 65.3
- 53.8
- 28.5
.. only:: esp32c3
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15
* - 等级
- Iperf
- 默认
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 59
- 160
- 180
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 20
- 8
- 3
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 40
- 16
- 6
* - WIFI_DYNAMIC_TX_BUFFER_NUM
- 40
- 16
- 6
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 32
- 16
- 6
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 40
- 16
- 6
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 40
- 16
- 6
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 开启
- 关闭
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 38.1
- 27.2
- 20.4
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 35.3
- 24.2
- 17.4
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 40.6
- 38.9
- 34.1
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 52.4
- 44.5
- 44.2
.. only:: esp32c6
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15
* - 等级
- Iperf
- 默认
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 223
- 276
- 299
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 20
- 8
- 3
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 40
- 16
- 6
* - WIFI_DYNAMIC_TX_BUFFER_NUM
- 40
- 16
- 6
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 32
- 16
- 6
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 40
- 16
- 6
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 40
- 16
- 6
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 开启
- 关闭
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 30.5
- 25.9
- 16.4
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 27.8
- 21.6
- 14.3
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 37.8
- 36.1
- 34.6
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 41.5
- 36.8
- 36.7
.. only:: esp32c2
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 15
* - 等级
- Iperf
- 默认
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 37
- 56
- 84
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 14
- 7
- 3
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 18
- 14
- 6
* - WIFI_DYNAMIC_TX_BUFFER_NUM
- 18
- 14
- 6
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 16
- 12
- 6
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 18
- 14
- 6
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 18
- 14
- 6
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 开启
- 关闭
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 21.6
- 21.4
- 14.3
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 19.1
- 17.9
- 12.4
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 26.4
- 26.3
- 25.0
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 32.3
- 31.5
- 27.7
.. only:: esp32s3
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 25 20 25 25
* - 等级
- Iperf
- 默认
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 133.9
- 183.9
- 273.6
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 24
- 8
- 3
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 64
- 32
- 6
* - WIFI_DYNAMIC_TX_BUFFER_NUM
- 64
- 32
- 6
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 32
- 16
- 6
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 64
- 32
- 6
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 64
- 32
- 6
* - WIFI_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
* - WIFI_RX_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 开启
- 关闭
* - INSTRUCTION_CACHE
- 32
- 32
- 16
* - INSTRUCTION_CACHE_LINE
- 32
- 32
- 32
* - INSTRUCTION_CACHE_WAYS
- 8
- 8
- 4
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 83.93
- 64.28
- 23.17
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 73.98
- 60.39
- 18.11
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 98.69
- 96.28
- 48.78
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 88.58
- 86.57
- 59.45
.. only:: esp32 or esp32s3
.. note::
以上结果使用华硕 RT-N66U 路由器，在屏蔽箱中进行单流测试得出。
{IDF_TARGET_NAME} 的 CPU 为双核，频率为 240 MHz，flash 为 QIO 模式，频率为 80 MHz。
.. only:: esp32s2
.. note::
以上结果使用华硕 RT-N66U 路由器，在屏蔽箱中进行单流测试得出。
{IDF_TARGET_NAME} 的 CPU 为单核，频率为 240 MHz，flash 为 QIO 模式，频率为 80 MHz。
.. only:: esp32c3
.. note::
以上结果使用华硕 RT-N66U 路由器，在屏蔽箱中进行单流测试得出。
{IDF_TARGET_NAME} 的 CPU 为单核，频率为 160 MHz，flash 为 QIO 模式，频率为 80 MHz。
.. only:: esp32c6
.. note::
以上结果使用小米 AX6000 路由器，在屏蔽箱中进行单流测试得出。
{IDF_TARGET_NAME} 的 CPU 为单核，频率为 160 MHz，flash 为 QIO 模式，频率为 80 MHz。
.. only:: esp32c2
.. note::
以上结果使用红米 RM2100 路由器，在屏蔽箱中进行单流测试得出。
{IDF_TARGET_NAME} 的 CPU 为单核，频率为 120 MHz，flash 为 QIO 模式，频率为 60 MHz。
.. only:: esp32
**等级：**
- **Iperf 等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的极端性能等级，用于测试极端性能。
- **高性能等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的高性能配置等级，适用于应用程序占用内存较少且有高性能要求的场景。在该等级中，可以根据使用场景选择使用接收数据优先等级或发送数据优先等级。
- **默认等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的默认配置等级、兼顾可用内存和性能。
- **节省内存等级**
该等级适用于应用程序需要大量内存的场景，在这一等级下，收发器的性能会有所降低。
- **最小等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的最小配置等级。协议栈只使用运行所需的内存。适用于对性能没有要求，而应用程序需要大量内存的场景。
.. only:: esp32s2
**等级：**
- **Iperf 等级**
{IDF_TARGET_NAME} 极端性能等级，用于测试极端性能。
- **高性能等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的高性能配置等级，适用于应用程序占用内存较少且有高性能要求的场景。
- **默认等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的默认配置等级、兼顾可用内存和性能。
- **节省内存等级**
该等级适用于应用程序需要大量内存的场景，在这一等级下，收发器的性能会有所降低。
- **最小等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的最小配置等级。协议栈只使用运行所需的内存。适用于对性能没有要求，而应用程序需要大量内存的场景。
.. only:: esp32c3 or esp32s3 or esp32c6
**等级：**
- **Iperf 等级**
{IDF_TARGET_NAME} 极端性能等级，用于测试极端性能。
- **默认等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的默认配置等级、兼顾可用内存和性能。
- **最小等级**
{IDF_TARGET_NAME} 的最小配置等级。协议栈只使用运行所需的内存。适用于对性能没有要求，而应用程序需要大量内存的场景。
.. only:: SOC_SPIRAM_SUPPORTED
使用 PSRAM
++++++++++++++++++++++++++++
PSRAM 一般在应用程序占用大量内存时使用。在该模式下，:ref:`CONFIG_ESP_WIFI_TX_BUFFER` 被强制为静态。:ref:`CONFIG_ESP_WIFI_STATIC_TX_BUFFER_NUM` 表示硬件层 DMA 缓冲区数量，提高这一参数可以增强性能。
以下是使用 PSRAM 时的推荐等级。
.. only:: esp32
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 10 15
* - 等级
- Iperf
- 默认
- 节省内存
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 113.8
- 152.4
- 181.2
- 202.6
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 16
- 8
- 4
- 2
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 128
- 128
- 128
- 128
* - WIFI_STATIC_TX_BUFFER_NUM
- 16
- 8
- 4
- 2
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 16
- 16
- 8
- 禁用
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 65
- 65
- 65
- 65
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 65
- 65
- 65
- 65
* - WIFI_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
- 关闭
* - WIFI_RX_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 关闭
- 关闭
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 关闭
- 关闭
- 关闭
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 37.5
- 31.7
- 21.7
- 14.6
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 31.5
- 29.8
- 26.5
- 21.1
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 69.1
- 31.5
- 27.1
- 24.1
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 40.1
- 38.5
- 37.5
- 36.9
.. only:: esp32s2
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 10 10 10 10 15
* - 等级
- Iperf
- 默认
- 节省内存
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 70.6
- 96.4
- 118.8
- 148.2
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 8
- 8
- 6
- 4
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 64
- 64
- 64
- 64
* - WIFI_STATIC_TX_BUFFER_NUM
- 16
- 8
- 6
- 4
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 16
- 6
- 6
- 禁用
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 32
- 32
- 32
- 32
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 32
- 32
- 32
- 32
* - WIFI_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
- 关闭
* - WIFI_RX_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 关闭
- 关闭
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 关闭
- 关闭
- 关闭
* - INSTRUCTION_CACHE
- 16
- 16
- 16
- 8
* - INSTRUCTION_CACHE_LINE
- 16
- 16
- 16
- 16
* - DATA_CACHE
- 8
- 8
- 8
- 8
* - DATA_CACHE_LINE
- 32
- 32
- 32
- 32
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 40.1
- 29.2
- 20.1
- 8.9
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 21.9
- 16.8
- 14.8
- 9.6
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 50.1
- 25.7
- 22.4
- 10.2
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 45.3
- 43.1
- 28.5
- 15.1
.. note::
达到性能的峰值可能会触发任务看门狗，由于 CPU 可能没有时间处理低优先级的任务，这是一个正常现象。
.. only:: esp32s3
**四线 PSRAM：**
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 25 20 25 25 25
* - 等级
- Iperf
- 默认
- 节省内存
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 50.3
- 158.7
- 198.2
- 228.9
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 24
- 8
- 6
- 4
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 85
- 64
- 32
- 32
* - WIFI_STATIC_TX_BUFFER_NUM
- 32
- 32
- 6
- 4
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 32
- 16
- 12
- 禁用
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 85
- 32
- 32
- 32
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 85
- 32
- 32
- 32
* - WIFI_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
- 关闭
* - WIFI_RX_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 关闭
- 关闭
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 关闭
- 关闭
- 关闭
* - LWIP_UDP_RECVMBOX_SIZE
- 16
- 16
- 16
- 16
* - INSTRUCTION_CACHE
- 32
- 16
- 16
- 16
* - INSTRUCTION_CACHE_LINE
- 32
- 16
- 16
- 16
* - INSTRUCTION_CACHE_WAYS
- 8
- 8
- 8
- 8
* - DATA_CACHE
- 64
- 16
- 16
- 16
* - DATA_CACHE_LINE
- 32
- 32
- 32
- 32
* - DATA_CACHE_WAYS
- 8
- 8
- 8
- 8
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 93.1
- 62.5
- 41.3
- 42.7
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 88.9
- 46.5
- 46.2
- 37.9
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 106.4
- 106.2
- 60.7
- 50
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 99.8
- 92.6
- 94.3
- 53.3
**八线 PSRAM：**
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 25 20 25 25 25
* - 等级
- Iperf
- 默认
- 节省内存
- 最小
* - 可用内存 (KB)
- 49.1
- 151.3
- 215.3
- 243.6
* - WIFI_STATIC_RX_BUFFER_NUM
- 24
- 8
- 6
- 4
* - WIFI_DYNAMIC_RX_BUFFER_NUM
- 85
- 64
- 32
- 32
* - WIFI_STATIC_TX_BUFFER_NUM
- 32
- 32
- 6
- 4
* - WIFI_RX_BA_WIN
- 32
- 16
- 12
- 禁用
* - TCP_SND_BUF_DEFAULT (KB)
- 85
- 32
- 32
- 32
* - TCP_WND_DEFAULT (KB)
- 85
- 32
- 32
- 32
* - WIFI_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 开启
- 关闭
* - WIFI_RX_IRAM_OPT
- 开启
- 开启
- 关闭
- 关闭
* - LWIP_IRAM_OPTIMIZATION
- 开启
- 关闭
- 关闭
- 关闭
* - LWIP_UDP_RECVMBOX_SIZE
- 16
- 16
- 16
- 16
* - INSTRUCTION_CACHE
- 32
- 16
- 16
- 16
* - INSTRUCTION_CACHE_LINE
- 32
- 16
- 16
- 16
* - INSTRUCTION_CACHE_WAYS
- 8
- 8
- 8
- 8
* - DATA_CACHE
- 64
- 16
- 16
- 16
* - DATA_CACHE_LINE
- 32
- 32
- 32
- 32
* - DATA_CACHE_WAYS
- 8
- 8
- 8
- 8
* - TCP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 93.3
- 58.4
- 37.1
- 35.6
* - TCP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 86.1
- 43.6
- 42.5
- 35
* - UDP 发送数据吞吐量 (Mbit/s)
- 104.7
- 82.2
- 60.4
- 47.9
* - UDP 接收数据吞吐量 (Mbit/s)
- 104.6
- 104.8
- 104
- 55.7
本小节将简单介绍 Wi-Fi 节能模式相关的概念和使用方式，更加详细的介绍请参考 :doc:低功耗模式使用指南 <../../api-guides/low-power-mode/index>。
Station 睡眠 ++++++++++++++++++++++
目前， {IDF_TARGET_NAME} Wi-Fi 支持 Modem-sleep 模式，该模式是 IEEE 802.11 协议中的传统节能模式。仅 station 模式支持该模式，且 station 必须先连接到 AP。如果使能了 Modem-sleep 模式，station 将定期在活动状态和睡眠状态之间切换。在睡眠状态下，RF、PHY 和 BB 处于关闭状态，以减少功耗。Modem-sleep 模式下，station 可以与 AP 保持连接。
Modem-sleep 模式包括最小和最大节能模式。在最小节能模式下，每个 DTIM 间隔，station 都将唤醒以接收 beacon。广播数据在 DTIM 之后传输，因此不会丢失。但是，由于 DTIM 间隔长短由 AP 决定，如果该间隔时间设置较短，则省电效果不大。
在最大节能模式下，每个监听间隔，station 都将唤醒以接收 beacon。可以设置该监听间隔长于 AP 的 DTIM 周期。在 DTIM 期间内，station 可能处于睡眠状态，广播数据会丢失。如果监听间隔较长，则可以节省更多电量，但广播数据更容易丢失。连接 AP 前，可以通过调用 API :cpp:func:esp_wifi_set_config() 配置监听间隔。
调用 :cpp:func:esp_wifi_init() 后，调用 esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_MIN_MODEM) 可使能 Modem-sleep 最小节能模式。调用 esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_MAX_MODEM) 可使能 Modem-sleep 最大节能模式。station 连接到 AP 时，Modem-sleep 模式将启动。station 与 AP 断开连接时，Modem-sleep 模式将停止。
调用 esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_NONE) 可以完全禁用 Modem-sleep 模式。禁用会增大功耗，但可以最大限度减少实时接收 Wi-Fi 数据的延迟。使能 Modem-sleep 模式时，接收 Wi-Fi 数据的延迟时间可能与 DTIM 周期（最小节能模式）或监听间隔（最大节能模式）相同。
.. only:: SOC_SUPPORT_COEXISTENCE
注意在共存模式下, 即使调用 ``esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_NONE)``, Wi-Fi 也仅会在 Wi-Fi 时间片内保持活动状态, 非 Wi-Fi 时间片内仍然睡眠。请参照 :ref:`共存策略 <coexist_policy-cn>`。
默认的 Modem-sleep 模式是 WIFI_PS_MIN_MODEM。
AP 睡眠 +++++++++++++++++++++++++++++++
目前，{IDF_TARGET_NAME} AP 不支持 Wi-Fi 协议中定义的所有节能功能。具体来说，AP 只缓存所连 station 单播数据，不缓存组播数据。如果 {IDF_TARGET_NAME} AP 所连的 station 已使能节能功能，可能发生组播数据包丢失。
未来，{IDF_TARGET_NAME} AP 将支持所有节能功能。
非连接状态下的休眠 +++++++++++++++++++++++++++++++
非连接状态指的是 :cpp:func:esp_wifi_start 至 :cpp:func:esp_wifi_stop 期间内，没有建立 Wi-Fi 连接的阶段。
目前, {IDF_TARGET_NAME} Wi-Fi 支持以 station 模式运行时，在非连接状态下休眠。可以通过选项 :ref:CONFIG_ESP_WIFI_STA_DISCONNECTED_PM_ENABLE 配置该功能。
如果打开配置选项 :ref:CONFIG_ESP_WIFI_STA_DISCONNECTED_PM_ENABLE，则在该阶段内，RF, PHY and BB 将在空闲时被关闭，电流将会等同于 Modem-sleep 模式下的休眠电流。
配置选项 :ref:CONFIG_ESP_WIFI_STA_DISCONNECTED_PM_ENABLE 默认情况下将会被打开，共存模式下被 Menuconfig 强制打开。
.. _connectionless-module-power-save-cn:
非连接模块功耗管理 +++++++++++++++++++++++++++++++
非连接模块指的是一些不依赖于 Wi-Fi 连接的 Wi-Fi 模块，例如 ESP-NOW，DPP，FTM。这些模块从 :cpp:func:esp_wifi_start 开始工作至 :cpp:func:esp_wifi_stop 结束。
目前，ESP-NOW 以 station 模式工作时，既支持在连接状态下休眠，也支持在非连接状态下休眠。
非连接模块发包
对于任何非连接模块，在开启了休眠的任何时间点都可以发包，不需要进行任何额外的配置。
此外，:cpp:func:esp_wifi_80211_tx 也在休眠时被支持。
非连接模块收包
对于非连接模块，在开启休眠时如果需要进行收包，需要配置两个参数，分别为 Window 和 Interval。
在每个 Interval 开始时，RF, PHY and BB 将会被打开并保持 Window 的时间。非连接模块可以在此时间内收包。
Interval
全局只有一个 Interval 参数，所有非连接模块共享它。其数值由 API :cpp:func:esp_wifi_set_connectionless_interval 配置，单位为毫秒。
Interval 的默认值为 ESP_WIFI_CONNECTIONLESS_INTERVAL_DEFAULT_MODE 。
在 Interval 开始时，将会给出 :ref:WIFI_EVENT_CONNECTIONLESS_MODULE_WAKE_INTERVAL_START <wifi-event-connectionless-module-wake-interval-start> 事件，由于 Window 将在此时开始，可以在此事件内布置发包动作。
在连接状态下，Interval 开始的时间点将会与 TBTT 时间点对齐。可以通过将非连接模块的接收端和发送端连接在同一路由器下，并在 :ref:WIFI_EVENT_CONNECTIONLESS_MODULE_WAKE_INTERVAL_START <wifi-event-connectionless-module-wake-interval-start> 事件内进行发包，以同步非连接模块的传输窗口，达到提高接收端收包成功率的效果。
.. only:: esp32
在 ESP32 上，TBTT 时间点会受到 DFS (Dynamic Frequency Scaling) 的干扰，如果想要在 ESP32 上通过 TBTT 同步非连接模块的传输窗口，需要禁用 DFS。
Window
每个非连接模块在启动后都有其自身的 Window 参数，休眠模块将取所有模块 Window 的最大值运作。
其数值由 API :cpp:func:module_name_set_wake_window 配置，单位为毫秒。
模块 Window 的默认值为最大值。
.. table:: 不同 Window 与 Interval 组合下的 RF, PHY and BB 使用情况
+----------------------+-----------------------------------------------------+---------------------------------------------------------------------------+
| | Interval |
+ +-----------------------------------------------------+---------------------------------------------------------------------------+
| | ``ESP_WIFI_CONNECTIONLESS_INTERVAL_DEFAULT_MODE`` | 1 - maximum |
+--------+-------------+-----------------------------------------------------+---------------------------------------------------------------------------+
| Window | 0 | not used |
+ +-------------+-----------------------------------------------------+---------------------------------------------------------------------------+
| | 1 - maximum | default mode | used periodically (Window < Interval) / used all time (Window ≥ Interval) |
+--------+-------------+-----------------------------------------------------+---------------------------------------------------------------------------+
默认模式
当 Interval 参数被配置为 ESP_WIFI_CONNECTIONLESS_INTERVAL_DEFAULT_MODE ，且有非零的 Window 参数时，非连接模块功耗管理将会按默认模式运行。
在没有与非 Wi-Fi 协议共存时，RF、PHY 和 BB 将会在默认模式下被一直打开。
在与非 Wi-Fi 协议共存时，RF、PHY 和 BB 资源被共存模块分时划给 Wi-Fi 非连接模块和非 Wi-Fi 协议使用。在默认模式下，Wi-Fi 非连接模块被允许周期性使用 RF、PHY 和 BB，并且具有稳定性能。
推荐在与非 Wi-Fi 协议共存时将非连接模块功耗管理配置为默认模式。