Rådgiver
Teksten forneden er maskineoversat fra den tyske originaltekst.
Værd at vide til single board computer & single board computer
Was en single board computer (SBC)?
Brug af single-motherboard-computere
Hvordan er der opbygget en single-board computer?
Was forskellen til et mikrocontrollerpanel som for eksempel Arduino?
Vores praxistipp: Overhold driftstemperaturen
Hvad skal man være opmærksom på ved køb af single board-computere?
Was en single board computer?
Som single board computer, forkortet SBC, betegner man processorboards, som allerede indeholder alle nødvendige komponenter til drift. Det er mindst den egentlige mikroprocessor og det tilhørende chipsæt, arbejdshukommelse (RAM), cache og slot til databærere med operativsystemet.
Andre perifere komponenter som grafik, kommunikationsinterface, audio-ind- og udgange er ofte også allerede integreret eller kan alternativt suppleres efter behov via relevante ekstramoduler, der skal indsættes i de dertil beregnede stikpladser. En alternativ eller den tyske betegnelse for en SBC er single-board computer . Måske den mest kendte er Raspberry Pi's kreditkortstørrelse, som er udviklet af det britiske Raspberry Pi Foundation.
Enkeltkort-computer er billig i anskaffelse. Med deres multifunktionalitet giver de en billig og meget fleksibel all-in-one-løsning til mange applikationer. En stor fordel er den velkendte grafiske brugergrænseflade , som du allerede er vant til fra hjemme-pc'en. Takket være tilgængeligheden af gratis Linux-distributioner opstår der ingen yderligere omkostninger til det nødvendige operativsystem samt opdateringer. Eventuelt nødvendige programtilpasninger, funktionsudvidelser og bugfixes kan altid foretages efter behov uden større besvær.
Vores eksperter forklarer alt det vigtige til programmering og hardware på Single Board computer:
Anvendelse af single board computere
Singleboardcomputere har i princippet de samme omfattende muligheder som traditionelle pc'er ("Personal computer"), men har i kraft af sin lille konstruktion også plads til mobile og pladsbegrænsede anvendelser. Derudover er deres relativt lave strømforbrug og det stort set altid ventilatorløse design, der muliggør en støjsvag og vedligeholdelsesfri drift.
SBCS har nu fundet en usædvanlig bred anvendelse. Inden for industrien anvendes de til måle-, styrings- og reguleringsformål, inden for forbrugerelektronik sidder de i husholdningsapparater, biler og forbrugerelektronik. Ligeledes anvendes single board-computere inden for medicinalteknik , til spilleautomater, som home-server og tynde klienter.
I private områder giver enkeltplatin-computere i princippet mulighed for en næsten ubegrænset anvendelighed. Fra et selvkonfigurerbart Media Center til retro-spillekonsol er der praktisk talt ikke sat nogen limiteringer for den rutinerede bruger.
Hvordan er der opbygget en single-board computer?
De fleste almindelige SBCS har omtrent samme størrelse som et kreditkort eller er endnu mindre. Dog kan meget effektive single board computere også være større, et almindeligt format er her for eksempel 100 x 75 mm.
Som regel er single board-computere allerede færdigbestykket med alle komponenter og interfaces, der også kan findes på en PC. Det omfatter processor, taktgiver, grafikprocessor, grafikudgave, lydudgang, Ethernet eller WLAN, USB, SD-kortslot og desuden en GPIO-interface on board.
En computer med enkelt bundkort har normalt ikke sit eget kabinet, som det er tilfældet med en almindelig computer, da kortet i forvejen ofte integreres i et eksisterende system og har tilsvarende monteringsboringer på bundkortet. Til dels kan der leveres passende kabinetter med de nødvendige huller til stikforbindelser på bundkortet som tilbehør. Desuden er der ingen egen strømforsyning til tilslutning til vekselspændingsnettet, enkeltplatin-computere får den nødvendige forsyningsspænding (mest 5 eller 12 volt jævnstrøm) enten via en mikro-USB-power-tilslutning eller forsynes med stikforbindelse eller skrue- eller stikklemmer fra en ekstern strømforsyning.
Single-chip-computere har ofte synskredsløb som watchdog og strømsvigt. De forhindrer, at single board-computeren til enhver tid bliver udefineret i en funktionstilstand, når der ikke foreligger en cyklisk forventet »OK«-melding eller en strømafbrydelse. Dette er også en meget nyttig egenskab, når SBCS enten er vanskeligt tilgængeligt eller ligger langt væk. I sidstnævnte tilfælde giver den automatiske genstart altid en pålidelig tilgængelighed via fjernvedligeholdelse; eventuelt tids- og omkostningskrævende serviceopgaver – i sidste ende kun for en simpel reset – kan dermed undgås.
Was forskellen til et mikrocontrollerpanel som for eksempel Arduino?
Mikrocontroller boards består af en printplade, som huser den egentlige mikrocontroller (MCU) og stiller programmerings- og periferiinterface til rådighed. Typisk programmeres mikrocontrollere til et specifikt, enkelt anvendelsesformål. Single Board-computer derimod kan håndtere særligt tilpassede styresystemer som Linux, Windows og andre og giver dermed også komplekse multitasking-programmer, ligesom traditionelle computere til hjemme- og kontorbrug.
Vores praxistipp: Overhold driftstemperaturen
På grund af deres relativt lave effektforbrug producerer single board-computere tilsvarende mindre spildvarme, end det er tilfældet for en konventionel computer med et bundkort i standardstørrelse. En aktiv køling med ventilator(er) er derfor for det meste ikke nødvendig. Alligevel skal man være opmærksom på, at den tilladte driftstemperatur ifølge databladet ikke overskrides for at undgå fejlfunktioner eller endda beskadigelser af modulet. Ved omgangen med modulet skal de relevante ESD-forskrifter desuden overholdes, da det ubeskyttede åbne board er følsomt over for statiske udladninger ved berøring.
Hvad skal man være opmærksom på, når man skal købe single board-computere?
Som ved konventionelle pc'er bør der ved anskaffelse af single-board-computere også lægges vægt på at anskaffe tilstrækkeligt computerkraft og hukommelse (RAM) af boardet. Det er ikke til skade for planlægningen af en reserve til senere nødvendige funktionsudvidelser, for på den måde kan man måske undgå en besværlig udskiftning af bundkortet af hardware. De fleste single board-computere understøtter Linux-distributioner; nogle har allerede forudinstalleret Linux. Hvis et andet operativsystem skal anvendes, skal det på forhånd kontrolleres, om det er egnet hertil.
Almindelige skærminterfaces er HDMI, LVDS (PDI) og MIPI-DSI. Hvis der skal tilsluttes et kamera, skal der også være en passende tilslutning på boardet. Et enkelt blik kan desuden betale sig på den eventuelt nødvendige Bluetooth-funktionalitet. På området findes der i dag forskellige versioner, was især vigtige til audioformål.
Til udviklings- og evalueringsformål er der specielle udviklingssæt til rådighed, også kaldet starter-kits eller prototyping-boards. Nogle producenter tilbyder dem allerede, før de ser ud til at være seriboards, for at give udviklerne mere tid til at udvikle og afprøve software.