Hvad er en enkeltbordscomputer, og hvilken er den rigtige for mig?

De seneste årtier har set landskabet af hobbyelektronik forvandlet af en ny race af enkeltbordscomputere. Disse enheder, som du godt kunne forestille dig, er hele computere bygget på et enkelt printkort. I modsætning til en moderne stationær computer behøver en SBC ikke yderligere hukommelse eller lagerplads for at kunne starte. Det kræver ikke, at du fører strømkabler gennem et overfyldt kabinet, og det kræver heller ikke, at du spænder RAM i, tilslutter en million kabinetventilatorer eller klemmer en kugle af termisk forbindelse på størrelse med en ærte under en køleplade. Disse forskelle i konstruktion afspejler forskelle i formål. En enkelt boardcomputer kan ikke gøre mange af de ting, som en moderne højtydende pc gør. Men så prøver det ikke. I stedet tjener SBC'er i en række uddannelsesmæssige, kommercielle og industrielle applikationer. Du finder dem i pengeautomater, virtuelle spilleautomater, jukebokse, automatiserede kasser og stort set alle andre steder. I denne artikel vil vi undersøge fem bemærkelsesværdige singleboard-computere. Hvad er forskellen mellem en SBC og en MCU? Lad os, før vi fortsætter, trække en vigtig skelnen mellem en SBC og en MCU. En MCU eller mikrokontroller -enhed er en form for integreret system, der inkorporerer en hel computer i en enkelt chip. Under hætten er en processor, hukommelse, lager og programmerbare input- og output-ben. Mikrokontrollere er ikke kraftfulde, og de er heller ikke let programmerbare. Men så behøver de ikke at være det; de kan fremstilles i enorm skala for næsten ingenting og kan udføre en række opgaver, som en fuldgyldig computer ville være dårligt egnet til. Tag mikrocontrolleren i fjernsynets fjernbetjening. Uden noget operativsystem til at hæmme det, eller programmer at køre, vil det sidde i dvale i dage eller uger og næsten ikke bruge strøm. Det vil sige, indtil du trykker på en knap, der genererer et signal ved en af ​​dens forbindelsesben og derved får den til straks at affyre de relevante signaler. Mikrocontrollere findes i en række indlejrede computere, som kan findes overalt fra industrielle computere til de nyeste IOT edge-enheder i hjemmet. Med det forbehold ude af vejen, lad os overveje den mest berømte af alle SBC'er, den allestedsnærværende Raspberry Pi.Raspberry Pi Der er en god grund til, at du sikkert har hørt om Raspberry Pi. Successive generationer af denne singleboard-computer har solgt mere end nitten millioner enheder på verdensplan. Det var Raspberry Pi Foundations arbejde, som hentede inspiration fra BBC Micro-computeren, hvorefter efterfølgende modeller af Raspberry Pi er blevet navngivet. Denne SBC blev tænkt som et pædagogisk værktøj og markedsføres stadig primært til klasseværelser af potentielle kodere. Men dens applikationer rækker langt ud over det. Ved frigivelsen fangede den verdens elektronikfællesskab opmærksomhed, nød enorm succes og affødte en lille hær af efterlignere (hvis arbejde vi vil se på senere) .Lad os først se på specifikationerne for den nyeste model, Raspberry Pi 3 Model B+:CPU - Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) 64-bit SoC @ 1.4GHzMemory - 1GB LPDDR2Connectivity - 2.4GHz og 5GHz IEEE 802.11.b/g/4.2EGTrådløs Ethernet LAN;nigaeBL LAN;nigabit. over USB 2.0 (maksimal gennemstrømning 300 Mbps)Pinout - 40-bens GPIO headerPorts - Fuld størrelse HDMI4 USB 2.0 porteCSI kamera portDSI display portComposite video port 4-polet stereo outputMicro SD portOS - RaspbianPower - V/2.5A DC strøm inputFor omkring $35, Raspberry Pi 3 Model B repræsenterer uomtvistelig værdi og det oplagte valg for dem, der leder efter en enkelt bordcomputer under $50. For dine penge får du en 1.2Ghz quad-core ARM cortex a53-processor, hvis ydeevne dværger tidligere generationers ydeevne. Yderligere opgraderinger kommer i form af indbygget 802.11n Wi-Fi og Bluetooth, der adresserer to af de klager, der oftest er udjævnet på sine forgængere. Denne singleboard-computer udsender også hd-video, selvom den mangler den nødvendige muskel til at gengive pålideligt i 4k. Din første udfordring vil være at installere standard OS, Raspbian, på et micro-sd-kort og derefter få det til at starte. Takket være omfattende (og vigtigere, forståelig) dokumentation er dette ret ligetil. Men endnu mere lærerigt er den enorme mængde brugerskabt viden, som du vil kunne trække på, når du lige er i gang med Raspberry Pi. Stød på et problem med din Raspberry Pi, og chancerne er overvældende for, at nogen derude vil have stødt på det samme problem og lagt løsningen online. Og hvis de ikke har gjort det, er ekspertgruppen, der besøger Raspberry Pi -forummet, mere end villig til at give dig deres opmærksomhed. Hvis du gerne vil have lidt inspiration, kan du tjekke vores opsummering af Raspberry Pi-projekter fra hele nettet. Der er flere forskellige varianter af Pi at vælge imellem. For mange er den afklædte Raspberry Pi Zero måske alt, der kræves. Pi Zero er cirka den eneste $ 5 single board -computer, der er tilgængelig, og gør det derfor til et glimrende indgangspunkt i SBC -verdenen. Selvfølgelig er Raspberry Pi med sin andel af tekniske begrænsninger, da den er så billig. Da ethernet-porten og USB'en drives af den samme bus, er det ikke det bedste valg til højhastigheds-routing. Et andet problem skyldes begrænset hukommelse: der er kun 1 GB af det, og det er af den forældede DDR2 -sort (i modsætning til ddr3 sdram, der findes på nyere tavler). Desuden er Wi-Fi begrænset til omkring 2.5 mb/s-hvilket er dårlige nyheder, hvis du ønsker at streame din Blu-ray-samling (eller endda YouTube-indhold med lav opløsning). Med det sagt, er det svært at se forbi Raspberry Pi som en indgang til verden af ​​enkeltbordscomputere. Det har bragt programmering til masserne og gjort det muligt at skabe alle mulige mærkelige og vidunderlige enheder. Hent Raspberry Pi 3 B+, ​​og du får den ro i sindet, der følger med at vide, at den vil forblive i produktion til januar 2023, i det mindste. På det tidspunkt kunne dine eventyr i SBC dog have ført dig til en anden, mere specialiseret enhed. Lad os gennemgå, hvordan du får tilføjet en Raspberry Pi til dit Circuito.io-kredsløb. Det er meget ligetil; søg blot efter Raspberry Pi i komponentlisten til venstre for grænsefladen, og træk Pi'en derfra ind i dit kredsløb. Alternativt kan du klikke på enheden for at få den relevante beskrivelse frem og derefter trykke på den røde 'swap'-knap i nederste venstre hjørne af vinduet. Raspberry Pi vil automatisk danne omdrejningspunktet for dit kredsløb og erstatte standard Arduino samtidig med at du har bevaret de forbindelser, du har oprettet til GPIO-headeren.BeagleBone BlackDen enorme succes med Raspberry Pi foranledigede et stormløb af udviklere, der ville lancere deres egne SBC'er til overkommelige priser. Blandt dem var halvledergiganten Texas Instruments, hvis BeagleBoard singleboard-computere har været i produktion siden 2008. Produktet udviklede sig til et af de mest populære Raspberry Pi-alternativer: en lavpris, fællesskabsunderstøttet platform kaldet BeagleBone, som kom til at blive BeagleBone Black i 2013. Formålet med dette board er at give en platform til oprettelse af nye System-on-Chip-enheder. Ved lanceringen var det et teknisk match til Pi, men efterfølgende opgraderinger til Pi har efterladt den sorte lidt til at være undermagt: CPU - AM335x 1GHz ARM® Cortex -A8GPU - PowerVR SGX530Memory - 512MB DDR3Storage - 4GB 8 -bit eMMC -flash Forbindelse - USB -klient+værtEthernetHDMIPinout - 2x 46 -pins headersPorte - mikro HDMI1 USB 2.0 -portMicro SD -portOS - AngstromPower - 5V/2.5A DC -strømindgang BeagleBone Black's største styrke er, at den i modsætning til Raspberry Pi kan prale af en indbygget 8- bit flash, hvorfra den kan starte Linux direkte på ti sekunder. Så du kan undvære SD-kortet, indtil du skal opdatere kernen, hvilket gør det relativt smertefrit at komme i gang. Selvom brættet blev udviklet med Angstrom i tankerne, vil det godt spille med Ubuntu, Debian og et væld af mere eksotiske kerner, men BeagleBones virkelige styrke ligger i dets omfattende tilslutningsmuligheder. Med to 46-bens headere, der spirer fra toppen, har du 92 tilslutningspunkter at vælge imellem. Blandt disse er flere I2C-, CAN- og SPI-busser end de fleste brugere med rimelighed vil have brug for, sammen med masser af timere, PWM-udgange, analoge indgange og GPIO-ben. Ligesom den altovervindende Arduino kan Beaglebone udvides via stabelbare moduler, som fastgøres til begge sæt stifter. De er kendt som 'kapper' og kvalificerer sig virkelig som datterbrætter. Med deres hjælp kan Beaglebone udvides med alle mulige enheder – lige fra LCD-skærme til batteripakker til lydgrænseflader, og uden besværet med breadboards og slæbende kabler, der spyr ud over hele dit arbejdsområde. En væsentlig ulempe ved BeagleBone Black er at den kun tilbyder en enkelt USB-port. Derfor skal du tilslutte en USB-hub for at tilslutte både en mus og et tastatur. Hvis du har en liggende, så er du okay. Hvis du ikke gør det, skal du tage med i ekstraomkostningerne og rodet. Efter fem år begynder BeagleBones ydeevne at halte efter konkurrenterne. Dens komponenter vil sandsynligvis ikke blive smigret af direkte sammenligninger med f.eks. Den seneste Raspberry Pi. Men appellen til Beaglebone ligger i dens tilpasningsevne og enkle forbindelse, snarere end dens rå computerkraft. Som et af de førende raspberry pi-alternativer udfylder den en rolle i workshops over hele verden – og den passer måske også ind i din.Nvidia Jetson TX2Hvis du er den mindste smule interesseret i spil (og pc-spil i særdeleshed), så du har hørt om Nvidia. Virksomheden er bedst kendt for deres pixel-skubbe hardware. Men den samme computerhestekræfter, der gør det muligt for Lara Crofts frisør realistisk at tumle på en Himalaya-brise, kan også drive sofistikerede maskinlæringssystemer af den slags, som Jetson-platformen har til formål at tilskynde til. Til hele 599 $ er Jetson TX2-udviklersættet billigt. uden for rækkevidde af en hobbyist eller gymnasieelev. Det er fordi det ikke er rettet mod disse markeder; det er et utroligt fancy ingeniørværktøj, bygget til at indvarsle den AI-drevne fremtid. En sådan opgave garanterer en imponerende liste over specifikationer. Og så beviser det: CPU - Dual-core Denver 2 + Quad-core A57 ARMGPU - NVIDIA Pascal, 256 NVIDIA CUDA CoresMemory - 8 GB 128-Bit LPDDR4Storage - 32 GB eMMC, SDIO, SATAConnectivity - Op til 6 2k-videoer indkodereWi-FiBluetoothGigabit EthernetCAN-controllerPinout - 4-bens og 40-bens GPIO headersPorte - HDMIMicro-USB 30USB 2.0Micro SD-portRJ-3.0 EthernetSD-kortlæserAnteneterminaler45-sporet PCI-stik4-benet JTAGameraSATA-stik med forudinstalleret JTAGameraSATA-stik med data- og strømstik, data- og strømstik 20MP cameraOS - LinuxPower - 5V/5A DC strømindgang Inde i hvert sæt får du et Jetson-modul samt et referencebærerkort, kabler og en strømforsyning og lidt forudinstalleret software til at komme i gang. TX2 anvender den samme 'Pascal' mikro-arkitektur, som findes i virksomhedens 10-serie grafikkort; i form af rå beregningskraft slår den de andre enheder på denne liste ud af parken. Jetsons tilslutningsmuligheder er ligeledes imponerende. Modulet forbindes til bærekortet via et 400-bens stik. På toppen af ​​brættet er en aluminiumsplade, der forbinder til en betryggende tyk køleplade og blæser. De indbyggede indkodere og dekodere kan jonglere med 4k-video med tres billeder uden at svede, og du vil have den slags tilslutningsmuligheder, du ville forvente at finde på bundkortet på en stationær pc, inklusive SATA og PCIe. Med hensyn til strømforbrug svarer TX2 nogenlunde til sin Maxwell-drevne forgænger, TX1 – undtagen i tomgang, hvor den trækker godt frem. Du vil være i stand til at skifte mellem 1.8 eller 3.3 volt for givne ben på den 40-benede GPIO-header, og du kan dirigere CAN-bussen gennem den 30-benede. Og så videre. Når du er færdig med at lave prototyper, vil du være i stand til at hente et modul for $399 (forudsat at du er villig til at købe mere end tusind af dem). Dette prispunkt har forhindret Nvidia i at fremme det travle samfund, som billigere enheder som Raspberry Pi nyder. Der er tusinder snarere end millioner af brugere, og derfor har du brug for en betydelig programmeringserfaring, før du tager springet. kan lide at hjælpe blinde mennesker med at gå på tværs af gaden uden hjælp, så er Jetson din opmærksomhed værd. For de fleste hobbyfolk gør det dog ikke meget, at en Raspberry Pi, der kører Linux, ikke kan.UDOO Quad UDOO-serien af ​​SBC'er tilbyder Raspberry Pi'ens fleksibilitet sammen med Arduino'ens tilslutningsmuligheder. Som sådan begyndte dens kommercielle eksistens med en spektakulær succes med crowdfunding. Den slog igennem sit $27,000-mål inden for et par dage på vej til en iøjnefaldende total på $641,614. Blandt det seneste udvalg af UDOO-enheder er UDOO Quad:CPU - NXP® i.MX 6 ARM Cortex-A9 CPU Quad core 1GHzAtmel SAM3X8E ARM Cortex-M3GPU - Integrated GraphicsMemory - 1 GB DDR3Storage - SATA, Micro-SDConnectivity - Gigabit EthernetWi-FiPinout - 76 fuldt tilgængelige GPIOArduino-kompatibel R3 1.0 45-udgang USB-udgang kun USB-udgange, SaGRudio, USB-udgange og 3.5 OTA-udgange og mikrofon 12 mm jack-indgange OS - UDOOBuntuPower - 1V DC-strømindgang Enheden har den samme Atmel-CPU, som findes på Arduino Due, sammen med en quad-core ARM-processor clocket til XNUMXGhz. Sammen giver de to CPU'er funktionaliteten fra Arduino og Raspberry Pi på et enkelt kort. Hvis du er ejer af begge og gerne vil få de to til at tale med hinanden, så er UDOO værd at overveje. Det er denne bekvemmelighed, der virkelig retfærdiggør udbudsprisen på $135. Når alt kommer til alt, hvem ønsker at bruge timer på at forbinde de to enheder, når nogen allerede har udført arbejdet på dine vegne? Hvis du leder efter noget til at erstatte din stationære pc, så er X86 ULTRA værd at overveje. Dens quad-core x86 64-bit processor og 8 GB RAM giver den kraften til at fungere som en mediehub, og den kommer med rigelig ethernet- og USB-forbindelser. Du får også et par ekstra gadgets indbygget i Arduino-siden af ​​brættet, inklusive et gyroskop og et seks-akset accelerometer. UDOO-enheder er i stand til at køre en række Linux-kerner, herunder en specialbygget version af Ubuntu kendt, fantasifuldt, som UDOOBuntu. Dette brugerdefinerede operativsystem er resultatet af omfattende samarbejde med UDOO-fællesskabet og er tænkt som et middel til at tage skrivebordet helt ud af billedet. Det strømliner alt for forbedrede opstartstider, hukommelseshåndtering og understøttelse af en række ydre enheder, inklusive eksterne harddiske. Quad er blot en af ​​mere end et halvt dusin forskellige udgaver af UDOO, lige fra $50 dual-core ' Neo Basic' modal helt op til quad-core Pentium, der driver $267 'UDOO x86 Ultra'. Dit lykkelige medie kan ligge et sted mellem de to ekstremer .UDOO spiller pænt med 3.3v Arduino -skjolde og ved hjælp af et par modstande med 5v også. Serien nyder godt af en aktiv tilhængerskare, selvom den er relativt lille, og meget af den viden, der er gældende for dens forældreenheder, kan bringes i anvendelse på UDOO. Som vi har diskuteret på disse sider, er Arduino og Raspberry Pi meget forskellige enheder. Hvis du allerede er bekendt med nogen af ​​dem, og du ønsker at samle dem i det samme projekt, så er denne SBC med sikkerhed blandt de mest attraktive raspberry pi-alternativer.Odroid XU4 Endelig har vi Odroid XU4, værket af et sydkoreansk hardwarefirma kaldet Hard Kernel. Dets navn stammer fra ordene 'åben' og 'Android', på trods af at Odroid-hardwaren ikke er helt open-source. Den første version blev udgivet i 2009, og der er løbende kommet nye generationer til lige siden. XU4'eren blev leveret i 2015 med et væld af hardwareforbedringer og fuld bagudkompatibilitet.CPU - Samsung Exynos5422 Cortex™-A15 2Ghz og Cortex™-A7 Octa core CPU'erGPU - Mali-T628 MP6Memory - 2GB LPDDR3C5.0 - eMM400SD3.0ectiv. Gigabit EthernetWi-FiUSB 76Pinout - 3 fuldt tilgængelige GPIOArduino-kompatible R1.0 2 pinoutporte - 3.0x USB 1 vært2.0x USB 45 værtRJ3.5Sata (kun Quad-versionen)Lydudgang og mikrofon 5 mm jack-indgangeOS - Linux/4 DCA-strøm 59V kun - XNUMXV , Odroid tilbyder ydeevne, der langt overgår den for billigere tinker-boards. Under emhætten er otte kerner klokket mellem 1.4 og 2 Ghz. Som en konsekvens gør den en mini-pc, der kan bruges; kode kompileres lynhurtigt, og når du gennemser skrivebordet, glemmer du måske, at du bruger en enkeltkortcomputer. Odroid tilbyder også en imponerende række af tilslutningsmuligheder. Det opfylder en mangeårig efterspørgsel efter en gigabit ethernet -port på en SBC og leveres med et par USB 3.0 -porte. Som sådan er den fantastisk til situationer, hvor du har brug for at sende og modtage masser af data på kort tid. Når det kommer til opstart, har du to muligheder at vælge imellem: et MicroSD-kort eller et eMMC-modul. Du kan vælge mellem de to via en switch i bunden af ​​SBC. Endelig finder du en strømforsyning smidt i kassen ved siden af ​​brættet. Der er endda en indbygget afbryder, så du kan tænde og slukke for tingene uden at trække kablet ud eller afbryde vægforsyningen. Disse otte kerner kræver lidt køling. Det første, du vil bemærke, når du får enheden ud af sin antistatiske taske, er, at der er en køleplade og blæser boltet foran. Hvis du ikke kan tåle støjen, kan denne let byttes ud for en passiv køleplade - selvom den er meget højere. Desuden, da de otte kerner er clocket forskelligt, kan det være nødvendigt at manipulere noget for at optimere systemet til dine formål. Der er ingen Wi-Fi eller Bluetooth indbygget, så dem, der leder efter trådløst LAN, skal tilslutte eksterne enheder. Med disse mindre undtagelser til side, er det svært at give XU4 fejl for mere avancerede SBC-entusiaster. Så hvad er den bedste single board-computer? Hvis der er en enkelt konklusion, der kan drages fra denne liste, er SBC-markedet varieret og travlt. Vi kunne have nævnt andre værdige produkter som Asus Tinker Board, Gigabyte's Apollo-Lake-drevne GA-SBCAP3350. Der er ingen enkelt 'bedste' SBC; hver tilfredsstiller en anden niche. Direkte sammenligninger mellem dem er derfor næsten altid forkerte. Odroid kan langt overgå en Raspberry Pi med hensyn til strøm, men da det koster dobbelt så meget, kan de to næppe beskrives som konkurrenter. Overvej dit budget og krav, før du køber. Hvis du gerne vil overvåge fugtindholdet i jorden i din have og tilslutte de resulterende data til et sprinklersystem, så kan tilslutningen af ​​en BeagleBone være fristende. Hvis du har penge at brænde, og du ønsker at gøre noget virkelig revolutionerende inden for robotteknologi, så vil Jetson helt sikkert appellere. De fleste af de mennesker, der læser denne roundup, vil dog være relative nytilkomne, som ikke er sikre hvad det er de leder efter. Hvis det er dig, så anbefaler vi Raspberry Pi. Ikke kun fordi det er overkommeligt, men fordi det nyder den bredeste støtte. Du vil uundgåeligt støde på vanskeligheder under dine første strejftog i SBC-verdenen (det er en del af glæden ved at bruge dem), og at have den ekspertise ved hånden vil spare dig for timers frustration. Når du først er lidt mere sikker på dig selv, og hvad du gerne vil opnå, kan du skifte til et af de mere specialiserede pi -alternativer.

Læg en besked 

Message List