Computer de bord unic

Raspberry Pi este un computer de bord cu cost redus, folosit adesea pentru a preda informatică . ^[1]

Un computer cu o singură placă, cunoscut și cu acronimul SBC (din „ engleză : computer cu o singură placă), este un computer complet construit pe o singură placă de circuit , cu microprocesor (e), memorie , intrare / ieșire (I / O) și alte caracteristici necesare unui computer funcțional. Computerele cu o singură placă au fost construite ca sisteme demonstrative sau de dezvoltare, pentru sisteme educaționale sau pentru a fi utilizate ca controlere integrate de computer . Multe tipuri de computere de casă sau laptop își integrează toate funcțiile pe o singură placă de circuite imprimate .

Spre deosebire de un desktop computer personal , cu o plată de calculatoare de multe ori nu se bazează pe sloturi de expansiune canonice pentru funcții suplimentare, ci pe conectori specifici ( de exemplu , GPIO ) pentru a interfera cu hardware - ul și circuite externe. În plus, utilizați microprocesoare la RAM statică de 8 și 16 biți. Cele mai recente modele, pe de altă parte, au capacități similare cu cele ale tabletelor sau netbook-urilor (de exemplu, Raspberry PI și altele asemenea) datorită prezenței hardware-ului ARM pe 32 sau 64 de biți. Alte tipuri, cum ar fi cele dedicate serverelor blade , ar avea performanțe similare cu un computer server , doar într-o dimensiune mai compactă.

Un computer montat pe module este un tip de computer cu o singură placă conceput pentru a fi introdus într-o placă de transport, placă de bază sau backplane pentru extinderea sistemului. ^[2] ^[3]

Istorie

Unul dintre primele 10 MMD-1, o unitate prototip, fabricată de E&L Instruments în 1976. „Dyna-micro” / „MMD-1” a fost primul computer cu o singură placă adevărat din lume. MMD-1 avea toate componentele pe o singură placă de circuite imprimate , inclusiv memorie, I / O, dispozitiv de intrare utilizator și afișaj. Nimic extern pentru placa unică, cu excepția sursei de alimentare, nu a fost necesar pentru ambele programe furnizate. Designul original al MMD-1 a fost numit „dyna-micro”, dar a fost redenumit în curând „MMD-1”

Primul computer cu o singură placă adevărat (vezi numărul Radio-Electronics din mai 1976) numit „dyna-micro” s-a bazat pe Intel C 8080 A și a folosit și primul EPROM Intel, C1702A. Dyna-micro a fost redenumit de E&L Instruments din Derby, Connecticut în 1976 ca „MMD-1” (Mini-Micro Designer 1) și a fost renumit ca exemplu de microcomputer în seria foarte populară 8080 „BugBook” din acea perioadă. .. SBC-urile au jucat, de asemenea, un rol important în istoria computerelor casnice , de exemplu de Acorn Electron și BBC Micro . Alte computere tipice cu o singură placă, cum ar fi KIM-1, erau deseori livrate fără carcasă, care trebuia adăugată de proprietar. Alte exemple sunt Ferguson Big Board și Nascom.

Pe măsură ce piața calculatoarelor a devenit mai răspândită, în calculatoare s-au folosit mai puține SBC-uri. Componentele majore au fost asamblate pe o placă de bază , iar componentele periferice, cum ar fi porturile seriale, controlerele unității de disc și procesoarele grafice, au fost amplasate pe sloturile de expansiune. Majoritatea plăcilor de bază pentru PC oferă acum suport încorporat pentru hard disk-uri, inclusiv IDE și SATA cu RAID tradițional, grafică, Ethernet și I / O, cum ar fi porturi seriale și paralele, USB și suport pentru tastatură / mouse. Cardurile plug-in sunt acum cel mai frecvent plăci grafice de înaltă performanță (de fapt coprocesoare grafice), controlere RAID de ultimă generație și plăci I / O specializate, cum ar fi plăci de achiziție de date și procesoare digitale de semnal (DSP).

Tipuri și standarde

O varietate obișnuită de computere cu o singură placă utilizează factori de formă standardizați, utilizați într-o carcasă din backplane . Unele dintre aceste tipuri sunt CompactPCI, PXI, VMEbus , VXI și PICMG. SBC-urile au fost construite în jurul diverselor structuri de procesare interne, inclusiv arhitectura Intel, arhitecturi multiprocesor și sisteme de calcul de putere redusă, cum ar fi RISC, SPARC și, mai recent, ARM. În lumea computerelor Intel, circuitele de informații și de interfață / control sunt plasate pe o placă de conectare care este apoi conectată la un backplane pasiv (sau activ). Rezultatul final este similar cu construirea unui sistem cu o placă de bază , cu excepția faptului că planul din spate determină configurația slotului. Planurile din spate sunt disponibile cu un mix de sloturi (ISA, PCI, PCIX, PCI-Express, GPIO etc.)

Unele computere cu o singură placă au conectori care vă permit să asamblați un teanc de plăci de circuite, fiecare conținând hardware de expansiune, fără un backplane tradițional. Exemple de stivuire a factorilor de formă SBC includ PC / 104, PC / 104- Plus , EPIC și EBX; aceste sisteme sunt disponibile în mod obișnuit pentru utilizare în sisteme de control integrate.

SBC-urile de tip stivă au adesea memorie furnizată pe carduri plug-in, cum ar fi SIMM- urile și DIMM-urile . Plăcile de circuite imprimate de pe hard disk nu sunt, de asemenea, luate în considerare pentru a determina dacă un computer este sau nu SBC din două motive, în primul rând pentru că HDD-ul este considerat o unitate de stocare cu un singur bloc și, în al doilea rând, deoarece SBC poate să nu necesite deloc un hard disk , deoarece majoritatea pot fi pornite din conexiunea de rețea.

Aplicații

O priză 3 bazată pe SBC 486 cu sursă de alimentare și ecran plat

Calculatoarele cu o singură placă au fost posibile prin creșterea densității circuitelor integrate . O configurație cu o singură placă reduce costurile totale ale unui sistem prin reducerea numărului de plăci de circuite imprimate necesare și prin eliminarea conectorilor și a circuitelor driverului de magistrală care altfel ar fi utilizate. Punând toate funcțiile pe un singur card, se poate realiza un sistem global mai mic, așa cum se întâmplă de obicei în laptopuri. Conectorii sunt o sursă frecventă de probleme de fiabilitate, deci un sistem cu o singură placă elimină aceste probleme. ^[4]

Computerele cu o singură placă sunt acum definite în mod obișnuit pe două arhitecturi distincte: sloturi și sloturi media.

SBC încorporat sunt unități care furnizează toate necesară I / O , fără a oferi plug-in carduri. Aplicațiile sunt de obicei jocuri (sloturi, video poker), chioșcuri și control automat de mașini. SBC-urile încorporate sunt mult mai mici decât placa de bază de tip ATX care se găsește în PC-uri și oferă un mix I / O mai direcționat pentru o aplicație industrială, cum ar fi I / O digitală și analogică încorporată, memorie flash de boot încorporată (eliminând necesitatea pentru o unitate de disc ), fără videoclip etc.

Termenul „computer cu o singură placă” se aplică acum în general unei arhitecturi în care computerul cu o singură placă este conectat la un backplane pentru a furniza carduri I / O. În cazul PC104, magistrala nu este un backplane în sensul tradițional. o serie de conectori pin care vă permit să stivați carduri I / O.

Calculatoarele cu o singură placă sunt utilizate cel mai frecvent în situații industriale în care sunt utilizate într-un format rack pentru controlul proceselor sau integrate în alte dispozitive pentru a oferi control și interfață. Sunt folosite în explorarea mării adânci pe sondele ALICE din adâncime și spațiu, pe rachetele Ariane și Pegasus și pe naveta spațială . ^[5] Datorită nivelurilor foarte ridicate de integrare, a numărului redus de componente și a numărului redus de conectori, SBC-urile sunt adesea mai mici, mai ușoare, mai eficiente din punct de vedere energetic și mai fiabile decât computerele multi-computer. ^[6]

Adesea, principalul avantaj al unei plăci de bază ATX față de un SBC este costul. Plăcile de bază sunt produse în milioane de piese pentru piețele de consum și de birouri, permițând economii uriașe de scară. Computerele cu o singură placă reprezintă o piață de nișă și sunt produse mai rar și la un cost mai mare. Plăcile de bază și SBC-urile oferă acum niveluri similare de integrare a caracteristicilor, ceea ce înseamnă că o defecțiune a plăcii de bază în ambele standarde va necesita o înlocuire echivalentă.

Factori de formă

Vezi si

Notă

^ Foundation Strategy 2016–2018 ( PDF ), pe Raspberry Pi , Raspberry Pi Foundation, pp. 3-5. Adus la 26 noiembrie 2016 .
^ SBC-uri bazate pe COM: Arhitectura superioară pentru sistemele integrate cu factor de formă mic ( PDF ), la whitepaper.opsy.st , Diamond Systems Corp .. Accesat la 27 decembrie 2016 .
^ Implementarea hardware-ului de calcul încorporat de înaltă performanță ( PDF ), pe trentonsystems.com , Trenton Systems, Inc., 1 septembrie 2016, pp. 13-15. Adus la 26 noiembrie 2016 (arhivat din original la 26 noiembrie 2016) .
^ Winn Rosch, Hardware Bible Fifth Edition , Que, 1999 ISBN 0-7897-1743-3 pp. 50-51
^ Single Board Computer Peripherals , la newmicros.com , Newmicros. Adus pe 7 iulie 2017 .
^ O soluție UHF RFID Printed Circuit Board , pe rfidconnect.com , Magicstrap, ianuarie 2012, p. 4. Adus la 26 noiembrie 2016 (arhivat din original la 26 noiembrie 2016) .

Controlul autorității	GND ( DE ) 4191878-2

[raspi-foundation-1] Foundation Strategy 2016–2018 ( PDF ), pe Raspberry Pi , Raspberry Pi Foundation, pp. 3-5. Adus la 26 noiembrie 2016 .

[com-sbcs-2] SBC-uri bazate pe COM: Arhitectura superioară pentru sistemele integrate cu factor de formă mic ( PDF ), la whitepaper.opsy.st , Diamond Systems Corp .. Accesat la 27 decembrie 2016 .

[3] Implementarea hardware-ului de calcul încorporat de înaltă performanță ( PDF ), pe trentonsystems.com , Trenton Systems, Inc., 1 septembrie 2016, pp. 13-15. Adus la 26 noiembrie 2016 (arhivat din original la 26 noiembrie 2016) .

[4] Winn Rosch, Hardware Bible Fifth Edition , Que, 1999 ISBN 0-7897-1743-3 pp. 50-51

[5] Single Board Computer Peripherals , la newmicros.com , Newmicros. Adus pe 7 iulie 2017 .

[magicstrap-comp-multiboard-components-6] O soluție UHF RFID Printed Circuit Board , pe rfidconnect.com , Magicstrap, ianuarie 2012, p. 4. Adus la 26 noiembrie 2016 (arhivat din original la 26 noiembrie 2016) .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]