Que é un ordenador de placa única e cal é o adecuado para min?

Nas últimas décadas vimos transformar a paisaxe da electrónica afeccionada por unha nova raza de computadores de placa única. Estes dispositivos, como ben se imaxina, son computadores enteiros construídos nunha única placa de circuíto. A diferenza dun computador de escritorio moderno, un SBC non precisa memoria nin almacenamento adicional para poder arrincar. Non esixe que pase os cables de alimentación a través dunha carcasa ateigada de xente, nin que cobre a memoria RAM, conecte un millón de ventiladores de caixa ou coloque un glóbulo de composto térmico de tamaño chícharo baixo un disipador de calor. reflectir diferenzas de propósito. Unha única computadora de placa non pode facer moitas das cousas que fai un PC moderno de alto rendemento. Pero entón non intenta. Pola contra, os SBC serven nunha serie de aplicacións educativas, comerciais e industriais. Atopalos en caixeiros automáticos, máquinas tragamonedas virtuais, caixas de discos, caixas automáticas e en calquera outro lugar. Pero os dispositivos que nos interesan atraen aos aspirantes a enxeñeiros e xogadores a tempo parcial. Neste artigo, examinaremos cinco ordenadores de placa única notables. Cal é a diferenza entre un SBC e un MCU?Antes de continuar, fagamos unha distinción importante entre un SBC e un MCU. Un MCU, ou unidade de microcontrolador, é unha forma de sistema integrado que incorpora unha computadora enteira nun único chip. Baixo o capó hai un procesador, memoria, almacenamento e pinos de entrada e saída programables. Os microcontroladores non son potentes nin son facilmente reprogramables. Pero entón, non precisan ser; pódense fabricar a unha escala enorme para case nada e poden realizar unha serie de tarefas para as que un ordenador completo non sería adecuado. Leve o microcontrolador no control remoto da súa televisión. Sen ningún sistema operativo que o inhiba, nin programas que se executen, permanecerá latente durante días ou semanas, sen consumir case enerxía. É dicir, ata que preme un botón, xera un sinal nun dos seus pins de conexión e fai que desprenda inmediatamente os sinais adecuados. Os microcontroladores atópanse nunha variedade de ordenadores integrados, que se poden atopar en todas partes, desde ordenadores industriais ata os últimos dispositivos IOT de punta na casa. Con esa condición fóra do camiño, consideremos o máis famoso de todos os SBC, o omnipresente Raspberry. Pi.Raspberry Pi Hai unha boa razón pola que probablemente escoitou falar do Raspberry Pi. As sucesivas xeracións deste ordenador de placa única venderon máis de dezanove millóns de unidades en todo o mundo. Foi o traballo da Raspberry Pi Foundation, que se inspirou no ordenador BBC Micro, despois do cal os modelos posteriores de Raspberry Pi foron nomeados. Este SBC foi concibido como unha ferramenta educativa e aínda se comercializa principalmente para as aulas de aspirantes a codificadores. Pero as súas aplicacións van moito máis alá. Despois do lanzamento, chamou a atención da comunidade electrónica mundial, tivo un enorme éxito e xerou un pequeno exército de imitadores (cuxo traballo veremos máis tarde). En primeiro lugar, vexamos as especificacións do último modelo, o Raspberry Pi 3 Modelo B +: CPU - Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) 64 bits SoC @ 1.4 GHz Memoria - 1 GB LPDDR2 Conectividade - 2.4 GHz e 5 GHz IEEE 802.11.b / g / n / ac LAN inalámbrica; Bluetooth 4.2; BLEGigabit Ethernet a través de USB 2.0 (rendimiento máximo 300 Mbps)Pinout: cabeceira GPIO de 40 pinesPortos: HDMI4 de tamaño completoPortos USB 2.0Porto de cámara CSIPorto de visualización DSIPorto de vídeo compostoSaída estéreo de 4 polosPorto Micro SDOS - RaspbianPower - Entrada de alimentación CC V/2.5APor uns 35 USD, o Raspberry Pi 3 Modelo B representa un valor indiscutible e a opción obvia para aqueles que buscan un ordenador de placa única por menos de 50 dólares. Polo seu diñeiro, obterás un procesador ARM cortex a1.2 de catro núcleos a 53 Ghz, cuxo rendemento empequeza nas xeracións anteriores. Outras actualizacións veñen en forma de Wi-Fi e Bluetooth 802.11n integrados, que abordan dúas das queixas máis frecuentes coas súas predecesoras. Este ordenador de tarxeta única tamén produce vídeo en HD, aínda que carece do músculo necesario para renderizar de forma fiable en 4k. O primeiro desafío será instalar o sistema operativo predeterminado, Raspbian, nunha tarxeta micro-sd e logo facelo arrincar. Grazas á documentación completa (e, o que é máis importante, comprensible), isto é bastante sinxelo. Pero aínda máis instrutivo é o enorme conxunto de coñecementos creados polo usuario do que poderás extraer cando esteas a comezar a usar Raspberry Pi. Atopa un problema co teu Raspberry Pi e as posibilidades son abrumadoras de que alguén por alí atopase o mesmo problema e publicase a solución en liña. E se non o fixeron, o pelotón de expertos que frecuenta o foro de Raspberry Pi estará máis que disposto a prestarlle a súa atención. Se queres un pouco de inspiración, podes consultar o noso resumo de proxectos de Raspberry Pi de toda a web. Hai varios sabores diferentes de Pi para escoller. Para moitos, o Raspberry Pi Zero pode ser o único necesario. O Pi Zero é o único computador de bordo único de 5 $ dispoñible, polo que constitúe un excelente punto de entrada no mundo de SBC. Por suposto, ao ser tan barato, o Raspberry Pi inclúe a súa cota de limitacións técnicas. Dado que o porto ethernet e o USB funcionan co mesmo bus, non é a mellor opción para o enrutamento de alta velocidade. Outro problema provén da memoria limitada: só hai 1 GB, e é da variedade DDR2 obsoleta (ao contrario que o sdrram ddr3 atopado nas placas máis novas). Ademais, o Wi-Fi ten un límite aproximado de 2.5 mb / s, o que é unha mala noticia se buscas transmitir a túa colección Blu-ray (ou incluso contido de YouTube de baixa resolución). Dito isto, é difícil pasar polo pasado o Raspberry Pi como punto de entrada no mundo dos ordenadores de placa única. Levou a programación ás masas e permitiu a creación de todo tipo de dispositivos estraños e marabillosos. Toma o Raspberry Pi 3 B + e terás a tranquilidade de saber que permanecerá en produción, polo menos, ata xaneiro de 2023. Non obstante, para entón, é posible que as túas aventuras en SBC te levaran a outro dispositivo máis especializado. Imos ver como engadir unha Raspberry Pi ao teu circuíto Circuito.io. É moi sinxelo; simplemente busca o Raspberry Pi na lista de compoñentes á esquerda da interface e arrastra o Pi desde alí ao teu circuíto. Alternativamente, pode facer clic no dispositivo para mostrar a descrición correspondente e, a continuación, premer o botón vermello "intercambiar" na esquina inferior esquerda da xanela. O Raspberry Pi formará automaticamente o centro do seu circuíto, substituíndo o Arduino predeterminado. mentres conservas as conexións que fixeches co encabezado GPIO. BeagleBone Black O enorme éxito de Raspberry Pi provocou unha estampida de desenvolvedores que buscaban lanzar SBC asequibles. Entre eles atopábase o xigante de semicondutores Texas Instruments, cuxos ordenadores de placa única BeagleBoard levan en produción desde 2008. O produto converteuse nunha das alternativas máis populares de Raspberry Pi: unha plataforma de baixo custo, compatible coa comunidade, chamada BeagleBone, que chegou a converterse en BeagleBone Black en 2013. O propósito deste taboleiro é proporcionar unha plataforma para a creación de novas Dispositivos System-on-Chip. No lanzamento, foi un xogo técnico para o Pi, pero as actualizacións posteriores do Pi deixaron o Black un pouco pouco potenciado: CPU - AM335x 1GHz ARM® Cortex-A8GPU - PowerVR SGX530Memory - 512MB DDR3Storage - 4GB 8-bit eMMC flashConectividade - cliente USB+hostEthernetHDMISaída - 2x encabezados de 46 pinesPortos - micro HDMI1 porto USB 2.0Porto micro SDOS - AngstromPower - entrada de alimentación de CC 5V/2.5A A maior fortaleza de BeagleBone Black é que, a diferenza da Raspberry Pi, posúe unha bit flash, desde o que pode arrincar Linux directamente en dez segundos. Entón, pode prescindir da tarxeta SD ata que precise actualizar o núcleo, o que fai que comezar sexa un proceso relativamente indoloro. Aínda que o taboleiro foi desenvolvido pensando en Angstrom, xogará moi ben con Ubuntu, Debian e unha serie de núcleos máis exóticos, pero a forza real do BeagleBone reside nas súas amplas opcións de conectividade. Con dúas cabeceiras de 46 pines que brotan desde a parte superior, terás 92 puntos de conexión entre os que escoller. Entre estes hai máis buses I2C, CAN e SPI dos que necesitarán razoablemente a maioría dos usuarios, xunto con moitos temporizadores, saídas PWM, entradas analóxicas e pinos GPIO. Do mesmo xeito que o Arduino que conquista todo, o Beaglebone pódese ampliar mediante módulos apilables, que fixar a ambos conxuntos de pasadores. Coñécense como "capas" e realmente cualifican como placas fillas. Coa súa axuda, o Beaglebone pódese aumentar con todo tipo de dispositivos, desde pantallas LCD ata baterías ata interfaces de audio, e sen a molestia de que as placas de proba e os cables de arrastre esparezan por todo o teu espazo de traballo. Un inconveniente importante do BeagleBone Black é que ofrece só un porto USB. En consecuencia, terás que conectar un concentrador USB para conectar un rato e un teclado. Se tes un por aí, estás ben. Se non o fas, terás que ter en conta o custo adicional e o desorde. Aos cinco anos, o rendemento do BeagleBone comeza a quedar por detrás do dos seus competidores. É improbable que os seus compoñentes sexan halagados por comparacións directas coa, por exemplo, da última Raspberry Pi. Pero o atractivo do Beaglebone reside na súa adaptabilidade e conectividade sinxela, máis que na súa potencia informática bruta. Como unha das principais alternativas de raspberry pi, cumpre un papel nos talleres de todo o mundo e tamén pode encaixar no teu. Nvidia Jetson TX2 Se estás interesado nos xogos (e nos xogos para PC en particular), entón xa escoitou falar de Nvidia. A compañía é máis coñecida polo seu hardware que empuxa píxeles. Pero a mesma potencia informática que permite que o coiffure de Lara Croft caia de xeito realista nunha brisa do Himalaia tamén pode impulsar sofisticados sistemas de aprendizaxe automática, do tipo que a plataforma Jetson pretende fomentar. fóra do alcance dun afeccionado ou estudante de secundaria. Isto é porque non está dirixido a eses mercados; é unha ferramenta de enxeñaría incriblemente elegante, construída para dar inicio ao futuro impulsado pola IA. Esta tarefa xustifica unha impresionante lista de especificacións. E así o demostra: CPU - Denver 2 de dobre núcleo + ARMGPU A57 de catro núcleos - NVIDIA Pascal, 256 núcleos NVIDIA CUDAMemoria - 8 GB de almacenamiento LPDDR128 de 4 bits - 32 GB eMMC, SDIO, SATAConectividade - Ata 6 cámaras de vídeo de 2 carriles codificadoresWi-FiBluetoothGigabit EthernetControlador CANPinout - Cabeceiras GPIO de 4 pines e 40 pinesPortos - HDMIMicro-USB 30USB 2.0Porto Micro SD Ethernet RJ-3.0Lector de tarxetas SDTerminais de antenasConector PCI de 45 vías Cámara de 4 MPOS - LinuxPower - Entrada de alimentación de 20 V/5 A CC Dentro de cada kit obterás un módulo Jetson, así como unha placa portadora de referencia, cables e fonte de alimentación e un pequeno software preinstalado para comezar. O TX2 emprega a mesma micro-arquitectura "Pascal" que se atopa nas tarxetas gráficas da serie 10 da compañía; en termos de potencia computacional bruta, elimina do parque os outros dispositivos desta lista. A conectividade de Jetson é igualmente impresionante. O módulo conéctase á placa portadora a través dun conector de 400 pines. Enriba do taboleiro hai unha placa de aluminio que se conecta a un disipador de calor e un ventilador moi tranquilos. Os codificadores e descodificadores integrados poden facer malabarismos con vídeo 4k en sesenta cadros sen sudar e terás o tipo de opcións de conectividade que esperarías atopar na placa base dun PC de escritorio, incluídos SATA e PCIe. En termos de consumo de enerxía, o TX2 equivale aproximadamente ao seu predecesor alimentado por Maxwell, o TX1, excepto cando está a ralentí, onde tira ben por diante. Poderás cambiar entre 1.8 ou 3.3 voltios para determinados pinos na cabeceira GPIO de 40 pinos e podes encamiñar o bus CAN polo de 30 pinos. Unha vez rematado o prototipado, poderás coller un módulo por 399 dólares (sempre que esteas disposto a mercar máis de mil deles). Este prezo impediu que Nvidia fomente a axitada comunidade da que gozan dispositivos máis baratos como o Raspberry Pi. Hai miles, en lugar de millóns, de usuarios e, polo tanto, necesitarás unha considerable experiencia de programación antes de dar o salto. Se estás estudando un máster en enxeñaría e queres prototipar un novo dron de almacenamento, ou farías gústalle axudar ás persoas cegas a cruzar a rúa sen axuda, entón Jetson merece a túa atención. Para a maioría dos afeccionados, non obstante, non fai moito que un Raspberry Pi con Linux non poida.UDOO QuadA serie de SBC UDOO ofrece a flexibilidade do Raspberry Pi xunto coa conectividade do Arduino. Como tal, a súa existencia comercial comezou cun éxito de crowdfunding espectacular. Alcanzou o seu obxectivo de 27,000 dólares nun par de días no seu camiño ata un total de 641,614 dólares. Entre a última liña de dispositivos UDOO atópase a CPU UDOO Quad:CPU - NXP® i.MX 6 ARM Cortex-A9 CPU Quad core 1GHzAtmel SAM3X8E ARM Cortex-M3GPU - Memoria gráfica integrada - 1 GB DDR3Almacenamento - SATA, Conectividade Micro-SD - Gigabit EthernetWi-FiPinout - 76 totalmente dispoñibles GPIOCompatible con Arduino R3 1.0 pinoutPorts (só a versión Quad USB45 + USBATA) e entradas de jack de 3.5 mm para micrófonoOS - UDOOBuntuPower - entrada de alimentación de 12 V CC O dispositivo presenta a mesma CPU Atmel que se atopa no Arduino Due, xunto cun procesador ARM de catro núcleos con frecuencia de 1 Ghz. Xuntos, as dúas CPU proporcionan a funcionalidade de Arduino e Raspberry Pi nunha única placa. Se es o propietario de ambos e queres que os dous falen entre eles, vale a pena considerar a UDOO. É esta comodidade a que realmente xustifica o prezo de 135 dólares. Ao final, quen quere pasar horas interfazando os dous dispositivos cando alguén xa fixo o traballo no seu nome? Se está a buscar algo que substitúa o seu PC de escritorio, paga a pena considerar o X86 ULTRA. O seu procesador quad-core x86 de 64 bits e 8 GB de RAM ofrécelle o poder de servir como concentrador multimedia e vén con amplas conexións ethernet e USB. Tamén obterás algúns gadgets adicionais integrados no lado de Arduino do taboleiro, incluíndo un xiroscopio e un acelerómetro de seis eixes. Os dispositivos UDOO son capaces de executar unha variedade de núcleos de Linux, incluíndo unha versión creada especialmente para Ubuntu coñecida. imaxinativamente, como UDOOBuntu. Este sistema operativo personalizado é o resultado dunha ampla colaboración coa comunidade de UDOO e está pensado como un medio para sacar o escritorio por completo da imaxe. Racionaliza todo para mellorar os tempos de arranque, o manexo da memoria e o soporte para unha variedade de periféricos, incluídos os discos duros externos. O Quad é só unha das máis de media ducia de edicións diferentes do UDOO, que van desde o dobre núcleo de 50 dólares. Neo Basic' modal ata o Pentium de catro núcleos que impulsa o 'UDOO x267 Ultra' de 86 dólares. O teu medio feliz pode estar nalgún lugar entre eses dous extremos. UDOO xoga ben con escudos de Arduino de 3.3 V e, coa axuda dun par de resistencias, tamén con outras de 5 V. A gama goza dun seguimento activo, aínda que relativamente pequeno, e gran parte do coñecemento aplicable aos seus dispositivos principais pódese aplicar ao UDOO. Como comentamos nestas páxinas, o Arduino e o Raspberry Pi son dispositivos moi diferentes. Se xa está familiarizado con calquera dos dous e quere reunilos no mesmo proxecto, entón este SBC seguramente estará entre as alternativas máis atractivas de raspberry pi. unha empresa de hardware surcoreana chamada Hard Kernel. O seu nome deriva das palabras "aberto" e "Android", a pesar de que o hardware Odroid non é totalmente de código aberto. A primeira versión foi lanzada en 2009, e desde entón apareceron novas xeracións regularmente. O XU4 foi enviado en 2015, cunha serie de melloras de hardware e compatibilidade total con versións anteriores. CPU - Samsung Exynos5422 Cortex™-A15 2Ghz e Cortex™-A7 CPUs de oitavo núcleoGPU - Mali-T628 MP6Memory - 2GB LPDDR3Almacenamento - eMMC5.0 - MicroSDConnectivity ou MicroSD400 Gigabit EthernetWi-FiUSB 3.0Pinout - 76 GPIO totalmente dispoñible Pinout R3 1.0 compatible con Arduino Portos - 2x USB 3.0 host1x USB 2.0 host RJ45Sata (só a versión Quad) Saída de audio e entradas de jack de 3.5 mm OS - LinuxPower - 5V / 4A DC entrada de alimentación Por só 59 $ , Odroid ofrece un rendemento que supera con moito ao das placas máis baratas. Baixo o capó hai oito núcleos con frecuencia entre 1.4 e 2 Ghz. Como consecuencia, fai un mini-PC útil; O código compílase á velocidade do raio e, navegando polo escritorio, pode esquecer que está a usar un único ordenador de bordo. O Odroid tamén ofrece unha impresionante variedade de opcións de conectividade. Satisface unha longa demanda dun porto Ethernet gigabit nun SBC e vén cun par de portos USB 3.0. Polo tanto, é ideal para situacións nas que precisas transmitir e recibir moitos datos nun curto espazo de tempo. Cando se trate de iniciar, terás dúas opcións para escoller: unha tarxeta MicroSD ou un módulo eMMC. Pode escoller entre os dous mediante un interruptor situado na parte inferior do SBC. Finalmente, atoparás unha fonte de alimentación lanzada na caixa xunto ao taboleiro. Incluso hai un interruptor de enerxía incorporado que che permite acender e apagar a cousa sen tirar o cable nin cortar a alimentación da parede. Estes oito núcleos requiren un pouco de arrefriamento. O primeiro que notarás cando saques o dispositivo da súa bolsa antiestática é que hai un disipador de calor e un conxunto de ventiladores atornillados na parte frontal. Se non soportas o ruído, pódese cambiar facilmente por un disipador de calor pasivo, aínda que moito máis alto. Ademais, dado que os oito núcleos teñen un reloxo diferente, é posible que sexan necesarios algúns xogos para optimizar o sistema para os seus propósitos. Non hai Wi-Fi nin Bluetooth integrado, polo que os que busquen LAN sen fíos terán que conectar dispositivos periféricos. Con estas pequenas excepcións á parte, é difícil culpar ao XU4 para os entusiastas do SBC máis avanzados. Entón, cal é o mellor ordenador de bordo único? Se hai unha única conclusión que se pode sacar desta lista é que o mercado SBC é variado e movido. Poderiamos mencionar outros produtos dignos como o Asus Tinker Board, o GA-SBCAP3350 alimentado por Apollo-Lake de Gigabyte. Non hai un "mellor" SBC; cada un cumpre un nicho diferente. Polo tanto, as comparacións directas entre eles case sempre son erróneas. O Odroid pode superar con moito a Raspberry Pi en termos de potencia, pero dado que custa o dobre, os dous dificilmente poden describirse como competidores. Antes de mercar, considere o seu orzamento e requisitos. Se desexa controlar o contido de humidade do chan do seu xardín e conectar os datos resultantes a un sistema de aspersión, a conectividade dun BeagleBone pode ser tentadora. Se tes cartos para queimar e buscas facer algo verdadeiramente revolucionario no campo da robótica, entón o Jetson seguramente atraerá. A maioría das persoas que len este resumo serán recén chegados e non están seguros. o que están a buscar. Se es ti, recomendamos o Raspberry Pi. Non só porque sexa accesible, senón porque goza do maior apoio. Inevitablemente atoparás dificultades durante as túas primeiras incursións no mundo de SBC (iso é parte da alegría de usalos) e ter ese conxunto de coñecementos a man aforrarache horas de frustración. Despois, unha vez que esteas un pouco máis seguro de ti mesmo e do que che gustaría conseguir, podes cambiar a unha das alternativas de pi máis especializadas.

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes