Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( ноябрь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Одноплатный компьютер ( SBC ) является полным компьютер построен на одной печатной плате , с микропроцессором (ами), памяти , ввода / вывода (I / O) и других функций , необходимых функционального компьютера. Одноплатные компьютеры обычно изготавливаются как демонстрационные или развивающие системы, для образовательных систем или для использования в качестве встроенных компьютерных контроллеров . Многие типы домашних или портативных компьютеров объединяют все свои функции на одной печатной плате .
В отличие от настольного персонального компьютера , одноплатные компьютеры часто не используют слоты расширения для периферийных функций или расширения . Одноплатные компьютеры были построены с использованием широкого спектра микропроцессоров . Простые конструкции, например, созданные любителями компьютеров, часто используют статическую RAM и недорогие 8- или 16-битные процессоры. Другие типы, такие как блейд-серверы , будут работать так же, как серверный компьютер, только в более компактном формате.
Компьютер-на-модуле представляет собой тип одноплатного компьютера из для подключения к плате, несущей плинтус или объединительной платы для расширения системы. [2] [3]
История [ править ]
Первый настоящий одноплатный компьютер (см. Майский выпуск журнала Radio-Electronics за 1976 г. ), названный «dyna-micro», был основан на Intel C 8080 A, а также использовал первое EPROM Intel , C1702A. Dyna-микро был ребрендинг по E & L инструментами Дерби, штат Коннектикут, в 1976 году в качестве « MMD-1 » (Mini-Micro Designer 1) и был сделан известным в качестве примера микрокомпьютера в очень популярной 8080 « BugBook серии» время. SBC также играли важную роль в ранней истории домашних компьютеров , например, в Acorn Electron и BBC Micro . Другие типичные ранние одноплатные компьютеры, такие какКИМ-1 часто поставлялись без кожуха , который должен был быть добавлен владельцем. Другими ранними примерами являются Ferguson Big Board , Ampro Little Board [4] и Nascom .
По мере того как рынок ПК становился все более распространенным, в компьютерах использовалось все меньше SBC. Основные компоненты были собраны на материнской плате , а периферийные компоненты, такие как контроллеры жестких дисков и графические процессоры, были расположены на дочерних платах . Появление в последнее время передовых наборов микросхем, обеспечивающих большинство функций ввода-вывода в виде встроенных компонентов, позволяет производителям материнских плат предлагать материнские платы с вводом-выводом, традиционно обеспечиваемым дочерними платами. Большинство материнских плат для ПК теперь предлагают встроенную поддержку дисковых накопителей, включая IDE , SATA , NVMe , RAID , интегрированный графический процессор , Ethernet и традиционные устройства ввода-вывода, такие как последовательный порт.и поддержка параллельного порта , USB и клавиатуры / мыши. Подключаемые карты теперь чаще представляют собой высокопроизводительные видеокарты (на самом деле графические сопроцессоры), высокопроизводительные RAID-контроллеры и специализированные карты ввода-вывода, такие как платы сбора данных и DSP (процессор цифровых сигналов).
Приложения [ править ]
Одноплатные компьютеры стали возможны благодаря увеличению плотности интегральных схем . Одноплатная конфигурация снижает общую стоимость системы за счет уменьшения количества требуемых печатных плат и исключения разъемов и схем управления шиной, которые в противном случае использовались бы. Объединяя все функции на одной плате, можно получить систему меньшего размера, например, как в портативных компьютерах. Разъемы - частый источник проблем с надежностью, поэтому одноплатная система устраняет эти проблемы. [5]
Одноплатные компьютеры теперь обычно делятся на две разные архитектуры: без слотов и с поддержкой слотов.
Встроенные SBC - это устройства, обеспечивающие все необходимые операции ввода-вывода без дополнительных плат. Приложения обычно - это игры (игровые автоматы, видеопокер), киоски и автоматизация управления машинами . Встроенные SBC намного меньше, чем материнские платы типа ATX, используемые в ПК, и обеспечивают сочетание ввода-вывода, более ориентированное на промышленное применение, такое как встроенный цифровой и аналоговый ввод-вывод, встроенная загрузочная флеш-память (устраняя необходимость в нужен дисковод ), видео нет и т. д.
Термин «одноплатный компьютер» в настоящее время обычно применяется к архитектуре, в которой одноплатный компьютер подключается к объединительной плате для обеспечения плат ввода-вывода. В случае PC104 шина не является объединительной платой в традиционном смысле, а представляет собой серию штыревых разъемов, позволяющих объединять платы ввода / вывода в стек.
Одноплатные компьютеры чаще всего используются в промышленных условиях, где они устанавливаются в стойку для управления процессами или встраиваются в другие устройства для обеспечения управления и взаимодействия. Они используются в глубоководных исследованиях с помощью глубоководных зондов ALICE и в открытом космосе, на ракетах Ariane и Pegasus, а также на космических шаттлах . [6] Благодаря очень высокому уровню интеграции, уменьшенному количеству компонентов и уменьшенному количеству разъемов, SBC часто меньше, легче, энергоэффективнее и надежнее сопоставимых многоплатных компьютеров. [7]
Основное преимущество материнской платы ATX по сравнению с SBC - это стоимость. Материнские платы производятся миллионами для потребительского и офисного рынков, что дает огромную экономию на масштабе. Одноплатные компьютеры занимают рыночную нишу и производятся реже и по более высокой стоимости. Материнские платы и SBC теперь предлагают одинаковые уровни интеграции функций, что означает, что отказ материнской платы в любом из стандартов потребует эквивалентной замены.
Типы, стандарты [ править ]
Одна из распространенных разновидностей одноплатных компьютеров использует стандартные компьютерные форм-факторы, предназначенные для использования в корпусе объединительной платы . Некоторые из этих типов - это CompactPCI , PXI , VMEbus , VXI и PICMG . SBC были построены на основе различных внутренних структур обработки, включая архитектуру Intel, многопроцессорные архитектуры и системы обработки с низким энергопотреблением, такие как RISC и SPARC. В мире ПК Intel интеллектуальные схемы и схемы интерфейса / управления размещаются на съемной плате, которая затем вставляется в пассивную (или активную) объединительную плату. Конечный результат аналогичен созданию системы с материнской платой., за исключением того, что объединительная плата определяет конфигурацию слота. Объединительные платы доступны с различными разъемами (ISA, PCI, PCI-X, PCI-Express и т. Д.), Обычно их всего 20 или меньше, что означает, что они подходят для установки в 19-дюймовую стойку (шасси шириной 17 дюймов).
Некоторые одноплатные компьютеры имеют разъемы, позволяющие собирать стек монтажных плат, каждая из которых содержит оборудование расширения, без традиционной объединительной платы. Примеры стекирования форм-факторов SBC включают PC / 104 , PC / 104- Plus , PCI-104 , EPIC и EBX; эти системы обычно доступны для использования во встроенных системах управления.
Модули SBC стекового типа часто имеют память на сменных картах, таких как SIMM и DIMM . Платы жестких дисков также не учитываются для определения того, является ли компьютер SBC или нет, по двум причинам: во-первых, потому что жесткий диск рассматривается как единый блок хранения, а во-вторых, потому что SBC может вообще не требовать жесткий диск, как большинство могут быть загружены из своих сетевых подключений.
Форм-факторы [ править ]
- AdvancedTCA
- CompactPCI
- Встроенный компактный расширенный (ECX)
- Mini-ITX
- Multibus
- PC / 104
- PICMG
- Пико-ITX
- PXI
- Qseven
- VMEbus
- VPX
- VXI
- 96Boards (CE, EE, EETV и IE)
См. Также [ править ]
- Компьютер на модуле
- Встроенная система
- Список вычислительного оборудования с открытым исходным кодом
- Подключите компьютер
- Одноплатный микроконтроллер
Ссылки [ править ]
Викискладе есть медиафайлы по теме одноплатных компьютеров . |
- ^ «Стратегия фонда 2016–2018» (PDF) . Raspberry Pi . Фонд Raspberry Pi. С. 3–5 . Проверено 26 ноября +2016 .
- ^ «SBC на основе COM: превосходная архитектура для встраиваемых систем с малым форм-фактором» (PDF) . Diamond Systems Corp . Проверено 27 декабря +2016 .
- ^ «Внедрение высокопроизводительного оборудования для встроенных вычислений» (PDF) . Trenton Systems, Inc. 1 сентября 2016 г., с. 13–15 . Проверено 26 ноября +2016 .
- ^ "Ampro Little Board" .
- ^ Winn Rosch, Hardware Библия Fifth Edition , Que, 1999 ISBN 0-7897-1743-3 стр. 50-51
- ^ "Одноплатные компьютерные периферийные устройства" . Newmicros . Проверено 7 июля 2017 года .
- ^ "Решение печатной платы UHF RFID" . Волшебный ремешок. Январь 2012. с. 4 . Проверено 26 ноября +2016 .