シングル ボード コンピューター - ソーシャル マーケットをすばやく捉える方法

シングル ボード コンピューターについて、エンジニアリング ライフで一度も波を見たことがない場合は、時間をかけてシングル ボード コンピューターが社会市場をどのように支配しているかを観察してください。彼らは今日トレンディになっています。購入した最新の自動車で彼らとやり取りしない場合は、洗濯機、セキュリティ システム、さらには病院に埋め込まれて遭遇することになります。それらを避けることはできません。それらを受け入れる必要があります。

PCB メーカーとして、シングル ボード コンピュータを敬遠する余裕はもうありません。それらを受け入れる時が来ました。このエディションは、SBC のこの興味深い成長分野と、SBC がプロジェクトや日常生活にどのように役立つかを探求することを目的としていました。 WellPCBとして、私たちはPCB組み立てで成熟したので、アドバイスと見積もりを作成できる信頼できる情報源の両方を提供することでオリーブの枝を広げたいと思っています.くっつき回る;それほど時間はかかりません。約束します。

シングル ボード コンピューターの概要

1.1:シングル ボード コンピューター (SBC) とは?

シングル ボード コンピューターは、単一の PCB (プリント回路基板) 上に構築された、完全に機能するコンピューター (入力と出力、メモリ、およびプロセッサを備えていることを意味します) です。デスクトップや通常のパーソナル コンピュータ (PC) とは異なり、SBC は単純なアーキテクチャに依存しており、拡張スロットを使用して周辺機能を拡張する余地がありません。ほとんどの SBC は、処理速度が遅く、消費電力が大幅に低い ARM (Advanced RISC Machine) プロセッサ アーキテクチャを採用しています。繰り返しになりますが、最新の SBC の中には x86-Intel プロセッサ アーキテクチャに準拠しているものもあります。これについては、後続の章で説明します。

1.2:用途は?

前に概説したように、SBC を利用して、通常のコンピューターが実行できるあらゆるタスクを実行できます。開始時 (1976 年 5 月頃)、SBC は当初、学習を支援するために開発されました。しかし、技術の進歩により、通常のコンピューターのようにさまざまなアプリケーションを実行できるように進化しました。インテリジェントな自動車、革新的なセキュリティ システム、自動化されたデバイスを実行するようなインテリジェンス システムは、そのようなアプリケーションの中でも SBC に依存しています。その上、学習者や愛好家の間での学習、プロトタイピング、および実験には依然として価値があります。

1.3:通常のコンピューターよりも優れている理由

SBC は、一般的に PC の対応する機能よりもかなり劣っていることに注意することが重要です。繰り返しになりますが、彼らは長年にわたって市場の需要と処理能力を高め続けてきました。さまざまな用途があるため、SBC は将来 PC の人気を追い越す可能性があると予測できます。現在、さまざまな理由により、シングル ボード コンピュータが従来の PC よりも好まれています。注目すべき理由には次のようなものがあります:

ポータブルです。 PC に対する特異性のリストのトップは、サイズが小さいことです。世界で人気の SBC の 1 つである Raspberry Pi は、手のひらサイズに収まるほどの小ささです。サイズが小さいため、移植性があり、プログラムしてさまざまな自動化/インテリジェントシステムに組み込むことができます。

安い: ほとんどの SBC は非常に安価に入手できます。従来のコンピュータと比較すると、シングル ボード コンピュータは、PC よりも大幅に手頃な価格で開発できます。通常、購入価格が下がると、そのような製品の需要が急増する傾向が常にあります.同様に、そのような製品の用途に関する発明も増加しています。現在、SBC は容易に入手でき、さまざまな電気技術者や愛好家がプロトタイピングに使用しています。現時点では、カスタマイズされた SBC ボードを信じられないほどのバーゲン価格で注文することもできます。

PC より消費電力が少ない。 SBC を従来のコンピュータと比較して消費電力を評価すると、間違いなく消費電力が大幅に削減されていることがわかります。平均的な SBC は、「省電力」モードで実行している場合、従来のコンピューターが消費する 400 ワットの電力に対して、わずか 8 ワットの電力しか消費しません。この点では、SBC は従来のコンピューターよりも優れています。おそらく、この低消費電力機能により、他のコンピューター化されたシステムに組み込むのが魅力的になります.

1.4:SBC Wave はすでに PC を席巻しています

数字が嘘をつかない場合、SBC を採用するのに最適な時期は 2013 年でした。そして、それらを受け入れるのに 2 番目に適した時期は今です。上の 2 つのグラフは、同じ期間内に SBC を使用して DIY (Do-It-Yourself) プロジェクトを実行するのと比較して、人々が PC を購入した方法の対比を示しています。 PC に対する市場の需要が着実に減少している一方で、SBC が実験を行う必要性は日々急増しています。

人々の購買習慣の傾向を簡単に分析すると、SBC が単なる未来の波ではないことがわかります。 SBCは、将来竜巻になる現在の波です。一掃される余裕はありません。波を抱きしめて泳ぐ時が来ました。残念ながら、ほとんどのエンジニアはまだそれが来るとは思っていません.

おそらく、SBC が増加傾向にあり、今後も増加し続ける主な理由は、SBC によって人々がコンピューターを自由にプログラミングできるようになるためです。 DIY に取りつかれている人々は、特定の環境により適したコンピューターを発明し、プログラミングしたいと考えています。 SBC は、より安価で、移植可能で、プログラム可能であることによって、この自由の目標を達成します。 SBC は消費電力も低くなっています。

次の章では、シングル ボード コンピュータのさまざまなプロセッサとアーキテクチャを詳細に検討し、現時点で入手可能な最高の SBC を比較します。

シングル ボード コンピュータのプロセッサ アーキテクチャ

ARM、Intel、および Freescale Power Architecture は、シングル ボード コンピュータに電力を供給する 3 つの主要なプロセッサ設計です。前に示唆したように、ほとんどの SBC は ARM プロセッサで実行されます。残りのかなりの部分は Intel を使用しており、一部は Power Architecture を使用しています。 ARM プロセッサのアーキテクチャを調べることから始めましょう。

2.1:シングル ボード コンピューター向けの ARM プロセッサ アーキテクチャ

本質的に、ARM は Advanced RISC Machines (ARM) によって開発された RISC (Reduced Instruction Set Computers) ファミリーに該当する CPU アーキテクチャです。 Acorn Computers は 1980 年代にこのデザインを開発しました。

ARM は、Intel のように 32 ビット プロセッサと 64 ビット プロセッサの両方を製造しています。ただし、ARM プロセッサは、毎秒数百万の命令 (MIPS) を処理することにより、より高速に実行するように設計されています。プロセッサーは、追加の命令を取り除き、処理パスを最適化することで、より優れた処理を実現し、より低い電力消費でより優れたパフォーマンスを実現します。

ARM プロセッサは、主要な X86 Intel プロセッサよりもスループットが低くなる傾向があります。ただし、消費電力を利用できるため、X86 プロセッサよりも多くのアプリケーションがあります。

現在の市場では、ARM プロセッサ アーキテクチャは、消費電力が少ないため、シングル ボード コンピュータに最も広く使用されているプロセッサ アーキテクチャです。これらのプロセッサは、Linux や Android などのオープンソース オペレーティング システムで有名です。それらは、SBC を利用する他のデバイスの中でも特に、スマートフォン、マルチメディア プレーヤー、フィットネス ウェアラブル デバイスなど、いくつかの防衛、航空宇宙、家電製品で実行されます。

Raspberry Pi、Banana Pi、Orange Pi、BeagleBoard、Board などの市場をリードする SBC のほとんどは、これらのプロセッサを使用しています。

2.2 シングル ボード コンピューター —インテル プロセッサ

Intel は、パーソナル コンピュータ用プロセッサの製造でリードしています。近年、テクノロジーの巨人は、SBC 用の高速プロセッサの製造において進歩を遂げました。

第 4 世代の Intel Core および X86 プロセッサは、グラフィックスおよびプロセッサ命令の処理において、ARM プロセッサよりも高いスループットを記録しています。ワークロードを共有する多くの単純なプロセッサを保持する (「スケールアウト」と呼ばれる) ARM SBC とは異なり、Intel SBC は、複雑なタスクを簡単に処理できる少数の大容量プロセッサを保持するように設計されています (「スケールアップ」と呼ばれることもあります)。

処理能力が高いため、Intel プロセッサは、自動化市場、医療、防衛、輸送、航空宇宙 (無人車両など) など、高精度と高速処理速度が要求される分野で利用されています。

スループットと処理能力が高いにもかかわらず、Intel プロセッサは、ARM プロセッサと比較して価格が高く、消費電力が大きいため、SBC 市場ではまだ人気がありません。ただし、ほとんどの Intel プロセッサには過熱の欠点があります。したがって、高温環境での使用に認定が必要なプロジェクトでは、冷却システムの設計を検討するか、Intel に代わる別のプロセッサを使用することをお勧めします。

Intel を搭載した主要なスモール ボード コンピューターには、Intel Galileo 世代などの Intel Company や、UDOO Dual Basic、UDOO Quad、UDOO X86 advanced などの UDOO Company によって製造されたものがあります。

2.3:Freescale Power Architecture

Freescale Company は、Power Architecture プロセッサを製造しています。これらは、ARM プロセッサのような RISC プロセッサ アーキテクチャに従います。通常の X86 プロセッサと同じように動作します。それらの設計は、スロットルを最小限に抑えることを目的としています。

Intel プロセッサは、より大きなワークロードでのスロットリングによる過熱の問題に直面していますが、Power Architecture プロセッサは、電力を消費したり過熱したりすることなく、簡単に処理を進めます。繰り返しになりますが、これらのプロセッサが SBC 間で使用されることはめったにありません。現時点では、The Power プロセッサは The MIPS Creator C120 Small Board Computer のような SBC で動作します。

2.4:シングル ボード コンピューター —章の結論

ここまで、スモール ボード コンピューター、その用途、およびコンピューターの将来における関連性を理解するための概要を説明してきました。また、プロセッサに基づく SBC の 3 つの主要なアーキテクチャについても時間をかけて調査しました。次の章では、特定の SBC または SBC ブランドの比較を開始して、速度、スループット、および購入コストに関して他のものよりも優れたパフォーマンスを発揮する可能性が高いものを決定します.

最高のシングル ボード コンピューターの分類

IoT プロジェクトを実行したい場合、現在販売されている数千のボードの中からどのボードを選択できますか?

正直なところ、SBC の製造元と設計者の数が多いため、ボードの長いリストからボードを選択するのが難しい場合があります。どのメーカーも優れたデザインや機能を提供しているようです。このような場合、注文を行う前に情報にもっと投資する必要があるかもしれません。つまり、お金よりも注意を払う必要があります。そのため、さまざまな SBC を分析し、市場のスモール ボード コンピューターの最高のブランドの中から最適なものを選択できるように時間を投資しました。他のすべての説明をスキップして、すぐに SBC のトップ リストに飛び込みます。

3.1:史上最高のスモール ボード コンピューター トップ 3

ランク 1:Raspberry Pi 3 Model B+

Raspberry Pi は、間違いなくスモール ボード コンピューター業界の「ビッグ ボーイ」です。同社は、信頼性の高いボードをリリースすることで定評があり、ボードリリースに対する揺るぎないコミュニティサポートを提供しています.その最新のボード リリース:Raspberry Pi 3 Model B+ は、有名な Model 3B を改良したものです。次の機能を備えています:

特徴

• 処理者: 2.4 GHz (およびネットワーク用の 5 GHz の別のオプション)、64 ビット OS をサポートするクアッドコア ARM プロセッサ。

• USB: 4x USB 2.0

• ネットワーク: ギガビット イーサネット (最大速度 300 mbps の USB 経由)、Bluetooth 4.2/BLE

• その他の港: DSI ディスプレイ ポートと CSI カメラ ポート

次のヒットがあります:

• 優れたコミュニティ サポート: ラズベリーは、常にあなたの課題に対応する素晴らしいオンライン コミュニティを誇っています。より人気があり、オープンソース プログラムを使用しているため、他の開発者が経験したことのない Raspberry で遭遇する課題はほとんどありません。直面する問題のほとんどは、簡単なオンライン調査で解決できます。

• より高速な処理能力を備えています。

• 安く手に入る。

• 高速イーサネットです。

見落としがあります:

• Bluetooth 接続が不十分:市場に参入したばかりですが、理事会は信頼性の低い Bluetooth 接続の報告に既に直面しています。

Raspberry Pi 3 Model B+ について思うこと

ラズベリーはシングル ボード コンピューターの王者であり続けました。その最新モデルは手頃な価格で、さまざまな実験に役立つはずです。ただし、モデルの機能と長所から判断すると、モデル B+ は、GSM やリモート監視/制御を含むプロジェクトなど、高速インターネット接続を必要とするプロジェクトに推奨されます.

ランク 2:Udoo X86 Ultra SBC

この小さな「少年」は、クラスと想像を絶する力の両方を吐き出します。 Udoo は、Intel プロセッサーが搭載する数少ない SBC の 1 つです。その購入価格は PC よりもはるかに高く、その処理速度もほとんどの PC を凌駕するほど高速です。正直なところ、すべての機能を要約するのは難しいかもしれませんが、最も注目すべき機能の一部を以下に示します:

• 処理者: Intel Pentium N3710 2.56 GHz クアッドコア

• RAM: 8GB

• ROM: 最大 32 GB をサポートする内蔵 SD カード スロット

• USB: 3 X USB 3.0

• グラフィック ドライバ: インテル HD グラフィックス 405

• パワー: 12V、3A。

次のヒットがあります:

• 優れた処理能力を備えています: 2.56 GHz Intel プロセッサと 8GB RAM を搭載した Udoo は、その処理速度のチャンピオンとして上位にランクされています。 SBC は、処理の障害に直面することなく、標準的な PC のような一般的なソフトウェア アプリケーションを実行できます。

• 優れたグラフィックとマルチメディア機能を提供します

• Arduino と互換性があります: Udoo は、IoT 実験用の古き良き Arduino マイクロコントローラー ボードと一致しています。プロジェクトや実験で使用するために移行する必要がないため、この機能は理想的です。

• 通常の SBC よりも大きなストレージ容量を備えています。

• Udoo には、その製品をバックアップする優れたコミュニティ サポートがあります。

見落としがあります:

• 高価です: この SBC は多くの SBC よりも高価です。したがって、実験用に購入したくない場合があります。

• 通常の SBC よりも多くの電力を消費します。 消費電力は PC よりも低いですが、それでもほとんどの SBC よりも多くの電力を消費することは注目に値します。したがって、実行に必要な電力が少ないプロジェクトで使用する価値はありません。

Udoo X86 SBC について私が思うこと

Udoo はまだ成長中のコミュニティです。この SBC は、SBC に 8GB RAM と 2.56 GHz Intel プロセッサを搭載した実績があります。 Because of its superb features and high buying price, I would recommend it to industrial users instead of hobbyists and learners.

Rank 3:Qualcomm Dragon Board

Qualcomm Dragon is not a very popular SBC. It is compact, supportive of various platforms, and it is powerful than ordinary SBC alternatives. Then again, it has good features to add to your project development menu. It has the following features:

特徴:

• Processor: Quad-core ARM processor with speeds of up to 1.2GHz (and 2.4GHz for the network). Supports both 32-bit and 64-bit OS alternatives

• RAM: 1GB

• USB: 2 x USB 2.0 or a Micro USB

• Network: On-Board Wi-Fi 802.11

• Other ports: HDMI display port.

Qualcomm Dragon has a hit on:

• Fast processing speed

• Compatible with more software applications and operating systems including Linux, Windows, and Macintosh

• It has fast network connectivity.

It has a Miss on:

• A high cost of buying:Even though it has got features that take after the Raspberry Pi 3 model B, it has a significantly higher cost of acquisition than Raspberry.

• It is not very popular. Because it is not popular in the market, it lacks a supportive community to back it up. Thus, it is not ideal for learners.

What I think about Qualcomm Dragon Board

Qualcomm is an excellent board for projects that require SBCs. It is ideal for industrialists as it is stable and supports other ordinary computer applications.

3.2:The Cheapest Single Board Computers

When you are running on a tight budget but would still love to have your hands on an SBC, there are a couple of cheap SBC options you should consider checking out. Here are some of them:

Pine A64 SBC: one of the rarest, most powerful SBCs I (personally) have seen in the market that cost about $15 is the Pine A64. Its design takes much after the popular Arduino Uno.

 If you seek to have an IoT project run with impressive rates, but at a lower cost, you should consider The Pine A64. It supports up to 2GB RAM and runs on an ARM Cortes A53 Quad-core processor with a speed of 1.2GHz that can support 64-bit applications. It has excellent network speeds of about 1000 Mbps. The only bone with Pine A64 is its remote online support if you develop issues with the board.

Raspberry Pi Zero: The Raspberry Pi Zero costs just about five dollars. It has 512MB RAM and a processor speed of 1GHz single-core. It has 40 GPIO pins. Pi Zero is ideal for learners, hobbyists, and even engineers when carrying out simple experiments. The Pi Zero is recommended for its easy availability and massive community support.

Nano Pi NEO: Nano Pi NEO is extremely small in size and has limited features. It has 256/512 MB RAM and a 1GHz processor speed. It supports Ethernet, Micro-SD, and VGA. Nano costs about seven dollars and keeps approximately 40 GPIO pins. However, it has a significantly slow processing capability and minor community support to back it up.

3.3 Single Board Computer —The Most Powerful Single Board Computer

When you get tired of playing around with Arduino boards and Raspberry Pi microcontrollers, and you would love to go the world of the limitless, you will need to check out for more powerful, faster options and (often) more expensive. One such Small Board Computer I know of is the Intel NUC Kit (Intel NUC NUC7i3BNH). Even in a business environment, this device is powerful enough to rival some computer servers (I assume it is more powerful than an ordinary computer). Here is how it performs:

The Intel NUC NUC7i3BNH Single Board Computer Kit

特徴:

• Processor: it runs on Intel’s 7 ^th generation processor (Intel Core i3-7100U).

• RAM: It has two DDR4 SO-DIMM Sockets (support of up to 32GB at 2.133 GHz)

• USB: it has 4 X 3.0 USB and 2 X 2.0 USB.

• GPU: It uses Intel HD Graphics 620.

• It has both SATA and HDMI ports

So far, the NUC kit is the only board that has dared to offer a Micro-SD reading speed of up to 3GB per second and a seventh-generation processor onto a single panel. However, it is limited because it is a kit, and it is open to vendor part adjustments that can either increment its performance or lower it.

It is an unpopular SBC to most engineers owing to its expensive buying cost. Nevertheless, if you are interested in real-life applications that require high speeds and more storage space, then you could offer the Intel NUC NUC7i3BNH a try.

Conclusion

Single Board computers have become both accessible and valuable over time. As we have already explored, there are several instances you could incorporate SBCs into your projects. We have also studied some of the most excellent Single Board Computers that the current market offers.

Now, perhaps after going through it, you might have had a few queries that might require answers; please, feel free to reach out to us through our official WellPCB website. If you want us to get you a new Single Board Computer PCB printout, please feel free to reach out to make an online quotation at an incredible bargain.