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Einplatinencomputer – Wie wir unseren sozialen Markt schnell erobern

Über Einplatinencomputer:Wenn Sie in Ihrem Ingenieurleben noch nie eine Welle gesehen haben, dann nehmen Sie sich Zeit, um zu beobachten, wie Einplatinencomputer unsere gesellschaftlichen Märkte erobern. Sie sind heutzutage trendy geworden. Wenn Sie in dem neuesten Auto, das Sie kaufen, nicht mit ihnen interagieren, werden Sie sie in einer Waschmaschine, einem Sicherheitssystem oder sogar im Krankenhaus finden. Wir können sie nicht vermeiden; wir müssen sie annehmen.

Als Leiterplattenhersteller können wir es uns nicht mehr leisten, vor Single Board Computern zurückzuschrecken; Es ist an der Zeit, dass wir sie annehmen. Diese Ausgabe zielte darauf ab, dieses interessant wachsende Feld von SBCs zu erkunden und zu untersuchen, wie sie Ihren Projekten oder Ihrem täglichen Leben helfen können. Da wir als WellPCB in der Leiterplattenbestückung erwachsen geworden sind, sind wir bereit, einen Olivenzweig zu verlängern, indem wir Ihnen sowohl Beratung als auch eine zuverlässige Quelle für ein Angebot anbieten. Bleib dran; es wird nicht lange dauern; Ich verspreche es.

Ein Einplatinencomputer auf einen Blick

1.1:Was ist ein Single Board Computer (SBC)?

Ein Single Board Computer ist ein voll funktionsfähiger Computer (d. h. er verfügt über Ein- und Ausgänge, einen Speicher und einen Prozessor), der auf einer einzigen Leiterplatte (Printed Circuit Board) aufgebaut ist. Im Gegensatz zu Desktops und gewöhnlichen Personal Computern (PCs) beruhen SBCs auf einfachen Architekturen, die keinen Platz für erweiterte Peripheriefunktionen unter Verwendung von Erweiterungssteckplätzen bieten. Die ARM-Prozessorarchitektur (Advanced RISC Machine) mit niedrigeren Verarbeitungsgeschwindigkeiten und einem deutlich geringeren Stromverbrauch treibt die meisten SBCs an. Andererseits entsprechen einige moderne SBCs der x86-Intel-Prozessorarchitektur, wie wir in den folgenden Kapiteln untersuchen werden.

1.2:Was sind ihre Verwendungszwecke?

Wie zuvor umrissen, können SBCs verwendet werden, um jede Aufgabe auszuführen, die ein gewöhnlicher Computer ausführen kann. Bei ihrer Einführung (etwa im Mai 1976) wurden SBCs ursprünglich entwickelt, um das Lernen zu unterstützen. Aber mit technologischen Verbesserungen entwickelten sie sich, um verschiedene Anwendungen wie gewöhnliche Computer auszuführen. Intelligenzsysteme wie solche, die intelligente Autos, innovative Sicherheitssysteme und automatisierte Geräte betreiben, sowie mehrere andere derartige Anwendungen, verlassen sich auf SBCs. Außerdem sind sie immer noch wertvoll zum Lernen, Prototyping und Experimentieren unter Lernenden und Bastlern.

1.3:Warum sind sie gewöhnlichen Computern vorzuziehen?

Es ist wichtig zu beachten, dass SBCs im Allgemeinen ziemlich schlechtere Fähigkeiten als ihre PC-Pendants haben. Andererseits haben sie ihre Marktnachfrage und ihre Verarbeitungskapazität im Laufe der Jahre immer weiter erhöht. Aufgrund ihrer vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten kann man vorhersagen, dass SBCs in Zukunft die Popularität von PCs überholen könnten. Nun, verschiedene Gründe machen Einplatinencomputer den traditionellen PCs vorzuziehen. Einige der bemerkenswerten Gründe sind:

Sie sind tragbar. Ganz oben auf der Liste ihrer Besonderheiten gegenüber PCs steht ihre winzige Größe. Raspberry Pi, einer der weltweit beliebtesten SBC, ist klein genug, um auf die Größe einer Handfläche zu passen. Dank ihrer geringen Größe sind sie tragbar und können programmiert und dann in verschiedene automatisierte/intelligente Systeme eingebettet werden.

Sie sind billig: Die meisten SBCs sind sehr günstig in der Anschaffung. Im Vergleich zu herkömmlichen Computern sind Einplatinencomputer wesentlich kostengünstiger in der Entwicklung als PCs. Normalerweise steigt bei einer Reduzierung des Kaufpreises tendenziell die Nachfrage nach einem solchen Produkt. Ebenso nehmen Erfindungen zur Verwendung solcher Produkte zu. SBCs sind jetzt leicht verfügbar und werden von verschiedenen Elektroingenieuren und Bastlern für das Prototyping verwendet. Im Moment können Sie bei uns sogar einige kundenspezifische SBC-Boards zu einem unglaublichen Schnäppchenpreis bestellen.

Sie verbrauchen weniger Strom als PCs. Wenn Sie SBCs im Vergleich zu herkömmlichen Computern hinsichtlich des Stromverbrauchs bewerten, werden Sie zweifellos eine sehr deutliche Reduzierung des Stromverbrauchs feststellen. Ein durchschnittlicher SBC verbraucht nur acht Watt statt 400 Watt, die herkömmliche Computer im „Energiesparmodus“ verbrauchen. In dieser Hinsicht sind SBCs konventionellen Computern vorzuziehen. Möglicherweise macht diese Eigenschaft des geringen Energieverbrauchs sie so reizvoll, dass sie in andere computergestützte Systeme eingebettet werden können.

1.4:Die SBC-Welle fegt bereits die PCs weg

Wenn die Zahlen nicht lügen, dann war 2013 die beste Zeit, um SBCs anzunehmen; und die zweitbeste Zeit, sie anzunehmen, ist jetzt. Die beiden obigen Grafiken zeigen einen Kontrast zwischen dem Kauf von PCs und der Durchführung von Do-It-Yourself (DIY)-Projekten mit SBCs im selben Zeitraum. Während die Marktnachfrage nach PCs stetig zurückgeht, steigt der Bedarf an SBCs zur Durchführung von Experimenten täglich an.

Eine einfache Analyse des Trends bei den Kaufgewohnheiten der Menschen zeigt, dass SBCs nicht nur die Welle der Zukunft sind; SBCs sind die aktuelle Welle, die in Zukunft zu einem Tornado werden wird. Wir können es uns nicht leisten, gefegt zu werden; Es ist an der Zeit, dass wir die Welle umarmen und mitschwimmen. Leider sehen die meisten Ingenieure es immer noch nicht kommen.

Vielleicht ist der Hauptgrund, warum SBCs auf dem Vormarsch sind und noch weiter steigen werden, dass SBCs den Menschen die Freiheit geben, Computer zu programmieren. Menschen, die von Heimwerken besessen sind, möchten ihre Computer so erfinden und programmieren, dass sie besser in ihre spezifischen Umgebungen passen. SBCs erreichen dieses Freiheitsziel, indem sie billiger, tragbar und programmierbar sind. SBCs haben auch einen geringeren Stromverbrauch.

In den folgenden Kapiteln gehen wir nun im Detail auf die verschiedenen Prozessoren und Architekturen von Single Board Computern ein und vergleichen die derzeit besten SBCs.

Prozessorarchitekturen von Einplatinencomputern

ARM, Intel und Freescale Power Architecture sind die drei wichtigsten Prozessordesigns, die Einplatinencomputer antreiben. Wie ich bereits angedeutet hatte, laufen die meisten SBCs auf ARM-Prozessoren. Ein erheblicher Teil der verbleibenden wird von Intel und einige von der Power Architecture betrieben. Beginnen wir mit der Untersuchung der ARM-Prozessorarchitektur.

2.1:Die ARM-Prozessorarchitektur für Einplatinencomputer

Im Wesentlichen ist ARM eine CPU-Architektur, die unter die Familie von RISC (Reduced Instruction Set Computers) fällt, die von Advanced RISC Machines (ARM) entwickelt wurde. Acorn Computers entwickelte das Design in den 1980er Jahren.

ARM produziert sowohl 32-Bit- als auch 64-Bit-Prozessoren wie Intel. ARM-Prozessoren sind jedoch darauf ausgelegt, mit höheren Geschwindigkeiten zu arbeiten, indem sie Millionen von Anweisungen pro Sekunde (MIPS) verarbeiten. Die Prozessoren erzielen eine bessere Verarbeitung, indem sie zusätzliche Anweisungen beseitigen und Verarbeitungspfade optimieren, wodurch eine bessere Leistung bei geringerem Stromverbrauch erreicht wird.

ARM-Prozessoren haben tendenziell einen geringeren Durchsatz als die führenden X86-Intel-Prozessoren; Aufgrund ihrer Fähigkeit, den Stromverbrauch zu nutzen, haben sie jedoch mehr Anwendungen als X86-Prozessoren.

Auf dem aktuellen Markt ist die ARM-Prozessorarchitektur aufgrund ihres geringeren Stromverbrauchs die am häufigsten verwendete Prozessorarchitektur für Einplatinencomputer. Diese Prozessoren sind berühmt für Open-Source-Betriebssysteme wie Linux und Android. Sie laufen auf mehreren Verteidigungs-, Luft- und Raumfahrt- und Unterhaltungselektronikprodukten wie Smartphones, Multimedia-Playern und tragbaren Fitnessgeräten, neben anderen Geräten, die SBCs verwenden.

Die meisten führenden Markt-SBCs wie The Raspberry Pi, Banana Pi, Orange Pi, BeagleBoard, Board und einige andere verwenden diese Prozessoren.

2.2 EinplatinencomputerIntel-Prozessoren

Intel ist führend in der Herstellung von Prozessoren für Personal Computer. In den letzten Jahren hat der Technologieriese Fortschritte bei der Herstellung von Hochgeschwindigkeitsprozessoren für SBCs gemacht.

Die Intel Core- und X86-Prozessoren der vierten Generation haben einen höheren Durchsatz bei der Verarbeitung von Grafiken und Prozessorbefehlen als ARM-Prozessoren verzeichnet. Im Gegensatz zu ARM-SBCs, die viele einfache Prozessoren enthalten, die sich die Arbeitslast teilen (bekannt als „Scale-Out“), sind Intel-SBCs so konzipiert, dass sie wenige Prozessoren mit hoher Kapazität aufnehmen (manchmal als „Scale-Up“ bezeichnet), die komplexe Aufgaben problemlos bewältigen können.

Aufgrund ihrer hohen Verarbeitungskapazität werden Intel-Prozessoren in Bereichen eingesetzt, die eine hohe Genauigkeit und schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten erfordern, wie z. B. Automatisierungsmärkte, Medizin, Verteidigung, Transport und Luft- und Raumfahrt (z. B. in unbemannten Fahrzeugen).

Trotz ihres hohen Durchsatzes und ihrer Verarbeitungsfähigkeit sind Intel-Prozessoren auf dem SBC-Markt aufgrund ihrer hohen Preise und ihres höheren Stromverbrauchs im Vergleich zu ARM-Prozessoren immer noch unbeliebt. Die meisten Intel-Prozessoren haben jedoch den Nachteil, dass sie überhitzen. Daher ist es für Projekte, die eine Zertifizierung für die Verwendung in heißen Umgebungen erfordern, ratsam, die Entwicklung eines Kühlsystems in Betracht zu ziehen oder sogar eine andere Prozessoralternative als Intel zu verwenden.

Einige der führenden Small Board Computer powered by Intel sind solche, die von der Intel Company hergestellt werden, wie Intel Galileo Generations und The UDOO Company, wie UDOO Dual Basic, UDOO Quad und UDOO X86 Advanced.

2.3:Freescale Power Architecture

Die Freescale Company stellt die Power Architecture-Prozessoren her. Sie folgen der RISC-Prozessorarchitektur wie ARM-Prozessoren. Sie funktionieren wie gewöhnliche X86-Prozessoren. Ihr Design zielt darauf ab, die Drosselung zu minimieren.

Während Intel-Prozessoren aufgrund von Drosselung bei größeren Arbeitslasten mit dem Problem der Überhitzung konfrontiert sind, segeln Power Architecture-Prozessoren problemlos durch die Verarbeitung, ohne zu viel Strom zu verbrauchen oder zu überhitzen. Andererseits werden diese Prozessoren selten unter SBCs verwendet. Im Moment laufen The Power-Prozessoren auf SBCs wie dem MIPS Creator C120 Small Board Computer.

2.4:EinplatinencomputerAbschluss des Kapitels

Bisher haben wir einen Überblick gegeben, um Small Board Computer, ihre Verwendung und ihre Bedeutung für die Zukunft von Computern zu verstehen. Wir haben uns auch die Zeit genommen, die drei Hauptarchitekturen von SBCs basierend auf ihren Prozessoren zu untersuchen. Im nächsten Kapitel werden wir damit beginnen, bestimmte SBCs oder SBC-Marken zu vergleichen, um diejenige zu ermitteln, die in Bezug auf Geschwindigkeit, Durchsatz und Anschaffungskosten wahrscheinlich besser abschneidet als die anderen.

Klassifizierung der besten Einplatinencomputer

Wenn Sie ein IoT-Projekt durchführen möchten, welches Board könnten Sie unter den Tausenden auswählen, die derzeit im Angebot sind?

Ehrlich gesagt fällt es Ihnen aufgrund der großen Anzahl von SBC-Herstellern und Designern manchmal schwer, sich für ein Board aus der langen Liste von Boards zu entscheiden. Jeder Hersteller scheint überlegene Designs oder Funktionen zu präsentieren. In solchen Fällen müssen Sie möglicherweise mehr in Informationen investieren, bevor Sie eine Bestellung aufgeben können, also mehr Aufmerksamkeit als mehr Geld. Aus diesem Grund haben wir einige Zeit investiert, um verschiedene SBCs zu analysieren und Ihnen bei der Auswahl der besten unter den besten Marken von Small Board Computern in unseren Märkten zu helfen. Wir überspringen alle anderen Erklärungen und tauchen direkt in unsere Top-SBC-Liste ein.

3.1:Die 3 besten kleinen Bordcomputer aller Zeiten

Rang 1:Raspberry Pi 3 Modell B+ 

Raspberry Pi ist unbestritten der „Big Boy“ in der Branche der Small Board Computer. Das Unternehmen ist bekannt für die Veröffentlichung äußerst zuverlässiger Boards mit unerschütterlicher Community-Unterstützung ihrer Board-Veröffentlichungen. Seine neueste Board-Version:Das Raspberry Pi 3 Model B+, verbessert das berühmte Model 3B. Es verfügt über die folgenden Funktionen:

Funktionen

Es hat einen Treffer auf:

Es fehlt an:

Was ich über Raspberry Pi 3 Model B+ denke

Raspberry war und blieb der König der Single Board Computer. Sein neuestes Modell ist erschwinglich und sollte bei verschiedenen Experimenten hilfreich sein. Den Merkmalen und Stärken des Modells nach zu urteilen, wird das Modell B+ jedoch für Projekte empfohlen, die eine schnelle Internetverbindung erfordern, wie z. B. Projekte mit GSM oder Fernüberwachung/-steuerung.

Platz 2:Udoo X86 Ultra SBC

Dieser kleine „Junge“ spuckt sowohl Klasse als auch unvorstellbare Kraft aus. Udoo ist einer der wenigen SBCs, die von Intel-Prozessoren angetrieben werden. Sein Anschaffungspreis ist viel höher als selbst PCs, und seine Verarbeitungsgeschwindigkeit ist schnell genug, um die meisten PCs zu übertreffen. Ehrlich gesagt könnte es schwierig sein, alle Funktionen zusammenzufassen, aber hier sind einige der bemerkenswertesten Funktionen:

Es hat einen Treffer auf:

Es fehlt an:

Meine Meinung zu Udoo X86 SBC

Udoo ist immer noch eine wachsende Community. Dieser SBC ist dafür bekannt, einen 8-GB-RAM und einen 2,56-GHz-Intel-Prozessor auf einem SBC unterzubringen. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften und seines hohen Anschaffungspreises würde ich es eher industriellen Anwendern als Bastlern und Lernenden empfehlen.

Platz 3:Qualcomm Dragon Board

Qualcomm Dragon ist kein sehr beliebter SBC. Es ist kompakt, unterstützt verschiedene Plattformen und ist leistungsfähiger als gewöhnliche SBC-Alternativen. Andererseits hat es gute Funktionen, die Sie Ihrem Projektentwicklungsmenü hinzufügen können. Es hat die folgenden Funktionen:

Eigenschaften:

Qualcomm Dragon hat einen Treffer auf:

Es hat ein Miss auf:

Meine Meinung zum Qualcomm Dragon Board

Qualcomm ist ein hervorragendes Board für Projekte, die SBCs erfordern. Es ist ideal für Industrielle, da es stabil ist und andere gewöhnliche Computeranwendungen unterstützt.

3.2:Die billigsten Einplatinencomputer

Wenn Sie ein knappes Budget haben, aber trotzdem gerne einen SBC in die Hände bekommen möchten, gibt es ein paar günstige SBC-Optionen, die Sie sich ansehen sollten. Hier sind einige davon:

Pine A64 SBC: Eine der seltensten und leistungsstärksten SBCs, die ich (persönlich) auf dem Markt gesehen habe und die etwa 15 US-Dollar kostet, ist die Pine A64. Sein Design lehnt sich stark an das beliebte Arduino Uno an.

Wenn Sie ein IoT-Projekt mit beeindruckenden Raten, aber zu geringeren Kosten durchführen möchten, sollten Sie The Pine A64 in Betracht ziehen. Es unterstützt bis zu 2 GB RAM und läuft auf einem ARM Cortes A53 Quad-Core-Prozessor mit einer Geschwindigkeit von 1,2 GHz, der 64-Bit-Anwendungen unterstützen kann. Es hat ausgezeichnete Netzwerkgeschwindigkeiten von etwa 1000 Mbps. Der einzige Knochen bei Pine A64 ist der Remote-Online-Support, wenn Sie Probleme mit dem Board haben.

Raspberry Pi Zero: Der Raspberry Pi Zero kostet gerade einmal rund fünf Dollar. Es verfügt über 512 MB RAM und eine Prozessorgeschwindigkeit von 1 GHz Single-Core. Es hat 40 GPIO-Pins. Pi Zero ist ideal für Lernende, Bastler und sogar Ingenieure, wenn es darum geht, einfache Experimente durchzuführen. Der Pi Zero wird wegen seiner einfachen Verfügbarkeit und massiven Community-Unterstützung empfohlen.

Nano Pi NEO: Nano Pi NEO ist extrem klein und hat begrenzte Funktionen. Es verfügt über 256/512 MB RAM und eine Prozessorgeschwindigkeit von 1 GHz. Es unterstützt Ethernet, Micro-SD und VGA. Nano kostet etwa sieben Dollar und hält etwa 40 GPIO-Pins bereit. Es hat jedoch eine erheblich langsame Verarbeitungsfähigkeit und eine geringe Community-Unterstützung, um es zu sichern.

3.3 EinplatinencomputerDer leistungsstärkste Einplatinencomputer

Wenn Sie es leid sind, mit Arduino-Boards und Raspberry Pi-Mikrocontrollern herumzuspielen, und Sie gerne in die Welt des Grenzenlosen gehen möchten, müssen Sie nach leistungsfähigeren, schnelleren und (oft) teureren Optionen Ausschau halten. Ein solcher Small Board Computer, den ich kenne, ist das Intel NUC Kit (Intel NUC NUC7i3BNH). Selbst in einer Geschäftsumgebung ist dieses Gerät leistungsfähig genug, um mit einigen Computerservern mithalten zu können (ich nehme an, es ist leistungsstärker als ein gewöhnlicher Computer). So funktioniert es:

Das Intel NUC NUC7i3BNH Einplatinen-Computer-Kit

Eigenschaften:

Bisher ist das NUC-Kit das einzige Board, das es gewagt hat, eine Micro-SD-Lesegeschwindigkeit von bis zu 3 GB pro Sekunde und einen Prozessor der siebten Generation auf einem einzigen Panel anzubieten. Es ist jedoch begrenzt, da es sich um ein Kit handelt, und es ist offen für Anpassungen von Anbieterteilen, die seine Leistung entweder steigern oder verringern können.

Aufgrund seiner hohen Anschaffungskosten ist es bei den meisten Ingenieuren ein unbeliebtes SBC. Wenn Sie jedoch an realen Anwendungen interessiert sind, die hohe Geschwindigkeiten und mehr Speicherplatz erfordern, können Sie dem Intel NUC NUC7i3BNH einen Versuch anbieten.

Schlussfolgerung

Single-Board-Computer sind im Laufe der Zeit sowohl zugänglich als auch wertvoll geworden. Wie wir bereits untersucht haben, gibt es mehrere Fälle, in denen Sie SBCs in Ihre Projekte integrieren können. Wir haben auch einige der besten Einplatinencomputer untersucht, die der aktuelle Markt zu bieten hat.

Jetzt, vielleicht nachdem Sie es durchgegangen sind, haben Sie vielleicht ein paar Fragen, die Antworten erfordern könnten; Bitte zögern Sie nicht, uns über unsere offizielle WellPCB-Website zu kontaktieren. Wenn Sie möchten, dass wir Ihnen einen neuen PCB-Ausdruck für einen Einplatinencomputer zukommen lassen, wenden Sie sich bitte an uns, um ein Online-Angebot zu einem unglaublich günstigen Preis zu erstellen.


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