Single Board Computers Benutten: Snelle Gids om de Sociale Markt te Winnen

Over Single Board Computers, Als je nog nooit een golf in je ingenieursleven hebt gezien, neem dan de tijd om te observeren hoe Single Board Computers onze maatschappelijke markten overnemen. Ze zijn tegenwoordig erg populair. Als je niet met ze interageert in de nieuwste auto die je koopt, dan zul je ze tegenkomen in een wasmachine, een beveiligingssysteem, of zelfs in het ziekenhuis. We kunnen ze niet vermijden; we moeten ze omarmen.

Als PCB-fabrikanten kunnen we ons niet langer permitteren om ons weg te trekken van Single Board Computers; het is tijd dat we ze omarmen. Deze editie had als doel dit interessant groeiende veld van SBC's te verkennen en hoe ze je projecten of dagelijks leven kunnen helpen. Omdat we als WellPCB volwassen zijn geworden in PCB-assemblage, zijn we bereid om een olijftak uit te steken door je zowel advies als een betrouwbare bron te bieden waar je een offerte kunt maken. Blijf in de buurt; het zal niet lang duren; ik beloof.

Een Single Board Computer in een Oogwenk

1.1: Wat is een Single Board Computer (SBC)?

Een Single Board Computer is een volledig functionele computer (wat betekent dat het invoer en uitvoer, een geheugen, en een processor heeft) gebouwd op een enkele PCB (Geprinte Schakelprint). In tegenstelling tot desktops en gewone Personal Computers (PC's), vertrouwen SBC's op eenvoudige architecturen die geen ruimte geven voor uitgebreide perifere functies met behulp van uitbreidingsslots. De ARM (Advanced RISC Machine) processorarchitectuur met lagere verwerkingssnelheden en aanzienlijk lage stroomverbruik drijft de meeste SBC's. Dan weer, sommige moderne SBC's voldoen aan de x86-Intel processorarchitectuur, zoals we in de opvolgende hoofdstukken zullen verkennen.

1.2: Wat Zijn Hun Toepassingen?

Zoals eerder uiteengezet, kunnen SBC's gebruikt worden om elke taak uit te voeren die een gewone computer kan uitvoeren. Bij hun ontstaan (rond mei 1976), werden SBC's initieel ontwikkeld om het leren te ondersteunen. Maar met verbeteringen in technologie, zijn ze geëvolueerd om diverse toepassingen te draaien als gewone computers. Intelligente systemen zoals die die slimme auto's, innovatieve beveiligingssystemen, en geautomatiseerde apparaten draaien, onder diverse andere dergelijke toepassingen, vertrouwen op SBC's. Daarnaast zijn ze nog steeds waardevol voor leren, prototyping, en experimenteren onder leerlingen en hobbyisten.

1.3: Waarom Ze Voorkeur Hebben Boven Gewone Computers?

Het is cruciaal om te noteren dat SBC's, in het algemeen, tamelijk inferieure mogelijkheden hebben ten opzichte van hun PC-tegenhangers. Toch hebben ze hun marktvraag en hun verwerkingscapaciteit over de jaren laten stijgen. Vanwege hun gevarieerde toepassingen kan men voorspellen dat SBC's in de toekomst de populariteit van PC's kunnen overstijgen. Nu, diverse redenen maken Single Board Computers meer wenselijk dan traditionele PC's. Enkele van de opvallende redenen zijn:

Ze zijn draagbaar. Bovenaan de lijst van hun eigenaardigheid ten opzichte van PC's is hun kleine formaat. Raspberry Pi, een van de werelds populairste SBC, is klein genoeg om in een handpalm te passen. Dankzij hun kleine formaat zijn ze draagbaar, en ze kunnen geprogrammeerd worden en vervolgens in diverse geautomatiseerde/intelligente systemen worden ingebed.

Ze zijn goedkoop: De meeste SBC's zijn erg goedkoop om te verkrijgen. Vergeleken met conventionele computers, zijn Single Board Computers aanzienlijk betaalbaarder om te ontwikkelen dan PC's. Meestal, met een verlaging van de aankoopprijs, is er altijd een neiging voor de vraag naar zo'n product om te stijgen. Op dezelfde manier nemen uitvindingen op het gebruik van dergelijke producten toe. SBC's zijn nu gemakkelijk beschikbaar en worden gebruikt door diverse elektrotechnici en hobbyisten voor prototyping. Op dit moment kun je zelfs enkele aangepaste SBC-borden van ons bestellen tegen een ongelooflijk scherpe prijs.

Ze consumeren minder stroom dan PC's. Bij het evalueren van SBC's tegen conventionele computers op stroomverbruik, zul je ongetwijfeld een zeer significante reductie in stroomverbruik vinden. Een gemiddelde SBC verbruikt slechts acht watt aan stroom in plaats van 400 watt energie verbruikt door de traditionele computers wanneer ze draaien op een "energiebesparende" modus. Op dit vlak zijn SBC's te prefereren boven conventionele computers. Mogelijk maakt deze lage stroomverbruiksfunctie ze aantrekkelijk om in andere gecomputeriseerde systemen te integreren.

1.4: De SBC-Golf Is Al Aan Het Opvegen van PC's

Als cijfers niet liegen, dan was de beste tijd om SBC's te omarmen in 2013; en de tweede beste tijd om ze te omarmen is nu. De twee grafieken hierboven tonen een contrast tussen hoe mensen PC's kochten versus het uitvoeren van Do-It-Yourself (DIY) projecten met SBC's binnen dezelfde periode. Terwijl de marktvraag voor PC's stapsgewijs daalt, stijgt de behoefte aan SBC's om experimenten uit te voeren dagelijks.

Een eenvoudige analyse van de trend op de aankoopgewoontes van mensen geeft aan dat SBC's niet alleen de golf van de toekomst zijn; SBC's zijn de huidige golf die in de toekomst een tornado zal worden. We kunnen ons niet laten wegvegen; het is tijd om de golf te omarmen en mee te zwemmen. Helaas zien de meeste ingenieurs het nog niet aankomen.

Misschien is de hoofdoorzaak dat SBC's op de vlakte zijn en nog hoger zullen stijgen, dat SBC's mensen de vrijheid geven om computers te programmeren. Mensen geobsedeerd met DIY willen uitvinden en hun computers programmeren om beter te passen in hun specifieke omgevingen. SBC's bereiken dit vrijheidsdoel door goedkoper, draagbaar, en programmeerbaar te zijn. SBC's hebben ook lager stroomverbruik.

In de volgende hoofdstukken zullen we nu in detail de verschillende processoren en architecturen van Single Board Computers en een vergelijking van de beste SBC's die op dit moment beschikbaar zijn, overwegen.

Processorarchitecturen van Single Board Computers

ARM, Intel, en Freescale Power Architecture zijn de drie belangrijkste processorontwerpen die Single Board Computers aandrijven. Zoals ik eerder aangegeven had, draaien de meeste SBC's op ARM-processoren. Een significante hoeveelheid van de rest wordt aangedreven door Intel en een paar door de Power Architecture. Laten we beginnen met het onderzoeken van de ARM-processorarchitectuur.

2.1: De ARM Processorarchitectuur voor Single Board Computers

In essentie is de ARM een CPU-architectuur die valt onder de familie van RISC (Reduced Instruction Set Computers) ontwikkeld door Advanced RISC Machines (ARM). Acorn Computers ontwikkelde het ontwerp in de jaren 80.

ARM produceert zowel 32-bit als 64-bit processoren zoals Intel. Echter, ARM-processoren zijn ontworpen om hogere snelheden te bereiken door miljoenen instructies per seconde (MIPS) te verwerken. De processoren bereiken betere verwerking door het verwijderen van extra instructies en het optimaliseren van verwerkingspaden, dus betere prestaties bij lager stroomverbruik te bereiken.

ARM-processoren neigen een lagere doorvoer te hebben dan de toonaangevende X86 Intel-processoren; echter, ze hebben meer toepassingen dan X86-processoren vanwege hun vermogen om stroomverbruik te benutten.

Op de huidige markt is ARM-processorarchitectuur de meest populaire processorarchitectuur voor Single Board Computers vanwege hun lagere stroomverbruik. Deze processoren zijn beroemd om open-source besturingssystemen zoals Linux en Android. Ze draaien op diverse defensie, luchtvaart, en consumentenelektronica producten, zoals smartphones, multimedispelers, en fitness wearables, onder andere apparaten die SBC's benutten.

De meeste van de toonaangevende markt SBC's zoals De Raspberry Pi, Banana Pi, Orange Pi, BeagleBoard, Bord, onder diverse anderen, gebruiken deze processoren.

2.2 Single Board Computer – Intel Processoren

Intel leidt in de productie van processoren voor Personal Computers. In recente jaren heeft de tech-gigant vooruitgang geboekt in de productie van hoge-snelheidsprocessoren voor SBC's.

De vierde generatie Intel Core en X86-processoren hebben een hogere doorvoer in het verwerken van grafische en processorinstructies vastgelegd dan ARM-processoren. In tegenstelling tot ARM SBC's die veel eenvoudige processoren hebben die de werkverdelen (bekend als "schalen uit"), zijn Intel SBC's ontworpen om weinig hoge-capaciteitsprocessoren te houden (soms "opscalen" genoemd) die complexe taken gemakkelijk kunnen aan.

Vanwege hun hoge-capaciteitsverwerking worden Intel-processoren gebruikt in velden die hoge nauwkeurigheid en snellere verwerkingssnelheden vereisen zoals automatiseringsmarkten, geneeskunde, defensie, transport, en luchtvaart (zoals in bemanningsloze voertuigen).

Ondanks hun hoge doorvoer en verwerkingscapaciteit, zijn Intel-processoren nog steeds onpopulair in de SBC-markt vanwege hun hoge prijzen en hoger stroomverbruik vergeleken met ARM-processoren. Echter, de meeste Intel-processoren hebben een nadeel van oververhitting. Dus, voor projecten die certificatie vereisen voor gebruik in hete omgevingen, is het raadzaam om een koelsysteem te overwegen of zelfs een ander processoralternatief voor Intel te gebruiken.

Enkele van de toonaangevende Small Board Computers aangedreven door Intel omvatten die geproduceerd door Intel Company zoals Intel Galileo generaties en The UDOO Company zoals UDOO Dual Basic, UDOO Quad, en UDOO X86 geavanceerd.

2.3: Freescale Power Architecture

Freescale Company produceert de Power Architecture-processoren. Ze volgen de RISC-processorarchitectuur zoals ARM-processoren. Ze presteren als gewone X86-processoren. Hun ontwerp is gericht op het minimaliseren van throttling.

Terwijl Intel-processoren de uitdaging van oververhitting door throttling in zwaardere workloads tegenkomen, varen Power Architecture-processoren gemakkelijk door verwerking zonder te veel stroom te consumeren of over te verhitten. Toch worden deze processoren zelden gebruikt onder SBC's. Op dit moment draaien de Power-processoren op SBC's zoals De MIPS Creator C120 Small Board Computer.

2.4: Single Board Computer – Hoofdstuk Conclusie

Tot nu toe hebben we een overzicht gedaan om Small Board Computers, hun toepassingen, en hun relevantie in de toekomst van computers te begrijpen. We hebben ook de tijd genomen om de drie belangrijkste architecturen van SBC's te bestuderen gebaseerd op hun processoren. In het volgende hoofdstuk zullen we beginnen met het vergelijken van specifieke SBC's of SBC-merken om te bepalen welke waarschijnlijk beter zal presteren dan de andere wat betreft snelheid, doorvoer, en aankoopkosten.

Classificatie van de Beste Single Board Computers

Als je een IoT-project wilde draaien, welk bord zou je kiezen onder de duizenden nu te koop?

Eerlijk gezegd, vanwege het hoge aantal SBC-fabrikanten en ontwerpers, vind je het misschien soms moeilijk om een bord te kiezen uit de lange lijst met borden. Elke fabrikant lijkt superieure ontwerpen of functies te presenteren. In dergelijke gevallen moet je misschien meer investeren in informatie voordat je een bestelling kunt plaatsen, d.w.z. meer aandacht besteden in plaats van meer geld. En dat is waarom we enige tijd geïnvesteerd hebben om diverse SBC's te analyseren en je te helpen de beste te kiezen onder de beste merken van Small Board Computers op onze markten. We slaan alle andere uitleg over en duiken recht in onze top SBC-lijst.

3.1: Top 3 Small Board Computers aller Tijden

Rang 1: Raspberry Pi 3 Model B+

Raspberry Pi is de onbetwiste "grote jongen" in de industrie van Small Board Computers. Het bedrijf is reputabel voor het vrijgeven van hoog betrouwbare borden met onwrikbare gemeenschapsondersteuning van hun bordreleases. De nieuwste bordrelease: De Raspberry Pi 3 Model B+, verbetert de beroemde Model 3B. Het kan de volgende kenmerken claimen:

Kenmerken

• Processor: 2,4GHz (en een afzonderlijke optie voor 5GHz voor het netwerk), quad-core ARM-processor die 64-bit OS ondersteunt.

• USB: 4x USB 2.0

• Netwerk: Gigabit Ethernet (via USB met een maximaal snelheid van 300mbps), Bluetooth 4.2/BLE

• Andere poorten: DSI displaypoort en een CSI camerapoort.

Het scoort op:

• Uitstekende gemeenschapsondersteuning: Raspberry kan opschieten met een geweldige online gemeenschap die altijd reageert op je uitdagingen. Omdat het populairder is en open-source programma's gebruikt, is er nauwelijks een uitdaging die je tegenkomt met Raspberry die nog nooit door andere ontwikkelaars is meegemaakt. De meeste problemen die je zult tegenkomen, kunnen opgelost worden door simpel online te zoeken.

• Het heeft snellere verwerkingsmogelijkheden.

• Goedkoop om te verkrijgen.

• Het heeft een snelle Ethernet-snelheid.

Het mist op:

• Slechte Bluetooth-connectiviteit: Hoewel nieuw op de markt, heeft het bord al rapporten van onbetrouwbare Bluetooth-connectiviteit tegengekomen.

Wat Ik Denk Over Raspberry Pi 3 Model B+

Raspberry was en bleef de koning van Single Board Computers. Het nieuwste model is betaalbaar en zou nuttig moeten zijn in diverse experimenten. Echter, oordelend vanuit de kenmerken en sterktes van het model, wordt de Model B+ aanbevolen voor projecten die snelle internetconnectiviteit vereisen, zoals projecten met GSM of remote monitoring/besturing.

Rang 2: Udoo X86 Ultra SBC

Deze kleine "jongen" spuugt zowel klasse als onvoorstelbare kracht. Udoo is een van de wenige SBC's die aangedreven worden door Intel-processoren. De aankoopprijs is veel hoger dan zelfs PC's, en de verwerkingssnelheid is snel genoeg om de meeste PC's te overtreffen. Eerlijk gezegd, zou het moeilijk kunnen zijn om al zijn kenmerken samen te vatten, maar hier zijn enkele van de meest opvallende kenmerken:

• Processor: Intel Pentium N3710 2,56 GHz Quad-Core

• RAM: 8GB

• ROM: ingebouwde SD-kaartslot die tot 32GB ondersteunt

• USB: 3 X USB 3.0

• Grafische driver: Intel HD Graphics 405

• Stroom: 12V, 3A.

Het scoort op:

• Het heeft uitstekende verwerkingsmogelijkheden: met een 2,56 GHz Intel-processor en een 8GB RAM, scoort Udoo hoog als kampioen van zijn verwerkingssnelheid. De SBC kan algemene softwaretoepassingen draaien als een standaard PC zonder verwerkingshindernissen te ondervinden.

• Het biedt uitstekende grafische en multimedia-mogelijkheden

• Het is compatibel met Arduino: Udoo is consistent met de goede oude Arduino microcontroller-bord voor IoT-experimenten. Deze mogelijkheid maakt het ideaal omdat het geen overgang vereist om in projecten of experimenten te gebruiken.

• Het heeft een grotere opslagcapaciteit dan een gewone SBC.

• Udoo heeft goede gemeenschapsondersteuning om zijn producten te ondersteunen.

Het mist op:

• Het is duur: deze SBC is duurder dan veel SBC's. Dus, je wilt het misschien niet kopen voor je experimenten.

• Het verbruikt meer stroom dan een gewone SBC. Hoewel het stroomverbruik lager is dan dat van een PC, is het opvallend dat het nog steeds meer elektriciteit verbruikt dan de meeste SBC's. Dus, het is ongeschikt voor projecten die minder elektriciteit vereisen om te draaien.

Wat Ik Denk Over Udoo X86 SBC

Udoo is nog een groeiende gemeenschap. Deze SBC staat op record voor het bergen van een 8GB RAM en een 2,56 GHz Intel-processor op een SBC. Vanwege zijn superieure kenmerken en hoge aankoopprijs, zou ik het aanbevelen aan industriële gebruikers in plaats van hobbyisten en leerlingen.

Rang 3: Qualcomm Dragon Board

Qualcomm Dragon is geen erg populaire SBC. Het is compact, ondersteunt diverse platforms, en het is krachtiger dan gewone SBC-alternatieven. Toch heeft het goede kenmerken om aan je projectontwikkelingsmenu toe te voegen. Het heeft de volgende kenmerken:

Kenmerken:

• Processor: Quad-core ARM-processor met snelheden tot 1,2GHz (en 2,4GHz voor het netwerk). Ondersteunt zowel 32-bit als 64-bit OS-alternatieven

• RAM: 1GB

• USB: 2 x USB 2.0 of een Micro USB

• Netwerk: On-Board Wi-Fi 802.11

• Andere poorten: HDMI displaypoort.

Qualcomm Dragon scoort op:

• Snelle verwerkingssnelheid

• Compatibel met meer softwaretoepassingen en besturingssystemen inclusief Linux, Windows, en Macintosh

• Het heeft snelle netwerkconnectiviteit.

Het mist op:

• Een hoge aankoopkost: Hoewel het kenmerken heeft die lijken op het Raspberry Pi 3 model B, heeft het een aanzienlijk hogere verwervingskost dan Raspberry.

• Het is niet erg populair. Omdat het niet populair is op de markt, mist het een ondersteunende gemeenschap om het te ondersteunen. Dus, het is niet ideaal voor leerlingen.

Wat Ik Denk Over Qualcomm Dragon Board

Qualcomm is een uitstekend bord voor projecten die SBC's vereisen. Het is ideaal voor industrialisten omdat het stabiel is en andere gewone computera toepassingen ondersteunt.

3.2: De Goedkoopste Single Board Computers

Als je op een krap budget draait maar nog steeds graag je handen op een SBC wilt krijgen, zijn er een paar goedkope SBC-opties die je zou moeten overwegen. Hier zijn er enkele van hen:

Pine A64 SBC: een van de zeldzame, meest krachtige SBC's die ik (persoonlijk) in de markt heb gezien die ongeveer $15 kost is de Pine A64. Het ontwerp lijkt veel op de populaire Arduino Uno.

Als je zoekt om een IoT-project te laten draaien met indrukwekkende tarieven, maar tegen lagere kosten, moet je De Pine A64 overwegen. Het ondersteunt tot 2GB RAM en draait op een ARM Cortex A53 Quad-core processor met een snelheid van 1,2GHz die 64-bit toepassingen kan ondersteunen. Het heeft uitstekende netwerksnelheden van ongeveer 1000 Mbps. Het enige bezwaar met Pine A64 is de externe online ondersteuning als je problemen met het bord ontwikkelt.

Raspberry Pi Zero: De Raspberry Pi Zero kost net zo'n vijf dollar. Het heeft 512MB RAM en een processersnelheid van 1GHz single-core. Het heeft 40 GPIO-pinnen. Pi Zero is ideaal voor leerlingen, hobbyisten, en zelfs ingenieurs bij het uitvoeren van eenvoudige experimenten. De Pi Zero wordt aanbevolen voor haar gemakkelijke beschikbaarheid en massive gemeenschapsondersteuning.

Nano Pi NEO: Nano Pi NEO is extreem klein in formaat en heeft beperkte kenmerken. Het heeft 256/512 MB RAM en een 1GHz processersnelheid. Het ondersteunt Ethernet, Micro-SD, en VGA. Nano kost ongeveer zeven dollar en houdt ongeveer 40 GPIO-pinnen. Echter, het heeft een aanzienlijk trage verwerkingscapaciteit en mindere gemeenschapsondersteuning.

3.3 Single Board Computer – De Meest Krachtige Single Board Computer

Als je er klaar mee bent om te spelen met Arduino-borden en Raspberry Pi microcontrollers, en je zou graag de wereld van de grenzenloze willen betreden, zul je moeten zoeken naar krachtigere, snelere opties en (vaak) duurdere. Een dergelijke Small Board Computer die ik ken is de Intel NUC Kit (Intel NUC NUC7i3BNH). Zelfs in een zakelijke omgeving is dit apparaat krachtig genoeg om sommige computerservers te rivaliseren (ik neem aan dat het krachtiger is dan een gewone computer). Hier is hoe het presteert:

De Intel NUC NUC7i3BNH Single Board Computer Kit

Kenmerken:

• Processor: het draait op Intel's 7^de generatie processor (Intel Core i3-7100U).

• RAM: Het heeft twee DDR4 SO-DIMM Sockets (ondersteuning tot 32GB bij 2,133 GHz)

• USB: het heeft 4 X 3.0 USB en 2 X 2.0 USB.

• GPU: Het gebruikt Intel HD Graphics 620.

• Het heeft zowel SATA als HDMI poorten

Tot nu toe is de NUC-kit het enige bord dat geduurd heeft om een Micro-SD leessnelheid van tot 3GB per seconde en een zevende-generatie processor op een enkel paneel aan te bieden. Echter, het is beperkt omdat het een kit is, en het is open voor leveranciersonderdeelaanpassingen die de prestaties kunnen verhogen of verlagen.

Het is een onpopulaire SBC voor de meeste ingenieurs vanwege de dure aankoopkost. Niettemin, als je geïnteresseerd bent in real-life toepassingen die hoge snelheden en meer opslagruimte vereisen, dan kun je de Intel NUC NUC7i3BNH een kans geven.

Conclusie

Single Board computers zijn de afgelopen tijd zowel toegankelijk als waardevol geworden. Zoals we al hebben verkend, zijn er diverse gevallen waarin je SBC's in je projecten kunt integreren. We hebben ook enkele van de meest uitstekende Single Board Computers bestudeerd die de huidige markt biedt.

Nu, misschien na het doorlopen ervan, heb je een paar vragen die antwoorden vereisen; aarzel niet om contact met ons op te nemen via onze officiële WellPCB-website. Als je wilt dat we je een nieuwe Single Board Computer PCB-print leveren, aarzel niet om contact op te nemen voor een online offerte tegen een ongelooflijk scherpe prijs.