Jednodeskový počítač

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 2. listopadu 2020; kontroly vyžadují 45 úprav .

Jednodeskový počítač (SBC, angl.  single-board computer ) - soběstačný počítač sestavený na jedné desce plošných spojů, na kterém je umístěn mikroprocesor, operační paměť, vstupně-výstupní systémy a další moduly potřebné pro chod počítače. nainstalováno. Jednodeskové počítače jsou vyráběny jako demonstrační systémy, systémy pro vývojáře nebo vzdělávání nebo pro použití jako průmyslové nebo vestavěné počítače. .

Na rozdíl od tradičních „stolních“ osobních počítačů (standardy AT, ATX atd.) jednodeskové počítače často nevyžadují instalaci žádných přídavných periferních desek. Některé jednodeskové systémy jsou vyrobeny jako kompaktní deska s procesorem a pamětí, zasunutou do backplane pro rozšíření možností, například pro zvýšení počtu dostupných konektorů. .

Nejčastěji musí být tato řešení robustní nebo velmi kompaktní, takže všechny komponenty musí být na stejné desce. .

Takové úspory na jedné straně činí celé zařízení kompaktnějším a mnohem levnějším díky použití systému na čipu, na druhé straně je rozšiřování možností - výměna procesoru nebo paměti - obtížné, protože nejčastěji tyto součástky jsou připájeny na desku. .

Historie

První jednodeskový počítač byl představen v roce 1976, byl to „Dyna-Micro“ (následně přejmenován na MMD-1: „Mini-Micro Designer 1“) od E&L Instruments – byl postaven na bázi procesoru Intel 8080A a měl velikost 140 mm x 305 mm x 254 mm [1] [2] [3] . Po něm bylo ve 20. století vydáno několik dalších populárních SBC - Nascom (1979), BBC Micro (1981), Ferguson Big Board II (1982) atd., a v 21. století - Raspberry Pi (2012), Banana Pi / Pro, Intel Edison/Galileo, Cubieboard, Beaglebone/Beagleboard atd. [4] .

Aplikace

Jednodeskové počítače se často používají v následujících oblastech [5] [6] :

Související pojmy

Nadmnožiny

Supersety SBC jsou považovány za „jednodesková zařízení“ (SBD, angl.  single-board device ) nebo, jak se jim také říká, „single-board architectures“ (SBA, angl.  single-board architecture ) a „ jednodeskové architektury“ deskové systémy“ (SBS, anglicky  single-board system ) jsou zařízení, jejichž hlavní komponenty (paměť, I/O porty, mikrokontrolér / mikroprocesor) jsou umístěny na stejné desce. Patří mezi ně [7] [8] [9] [10] :

Podmnožiny

Podmnožiny SBC jsou považovány za "jednodeskové moduly" (COM, angl.  computer-on-module , doslova "počítače na modulu") a "systémy na modulu" (SOM, angl.  system-on-module ) - jsou ne plnohodnotné počítače, ale obsahují vše, co je potřeba zabudovat do nosné desky ( angl.  baseboard , doslova "hlavní deska") systému, čímž vzniká kvazi-SBC. Všechny primární napájecí zdroje a uživatelská rozhraní jsou umístěna na hlavní desce [11] [12] [13] [14] [15] [16] .

Modulární přístup je dobrý, protože umožňuje v případě potřeby vyměnit modul bez ovlivnění základní desky. Pokud jsou ostatní věci stejné, moduly budou větší než SBC, protože mají konektor pro připojení ke konektoru nosné desky [11] .

COM

Na takové desky jsou zpravidla instalovány pouze hlavní komponenty a rozhraní [17] [15] [16] [11] [12] :

  1. CPU s nízkou spotřebou energie;
  2. čipová sada;
  3. BIOS;
  4. Paměť;
  5. přídavné ovladače;
  6. konektory;
  7. sekundární zdroje energie.
SOM

Na rozdíl od COM jsou kompletním subsystémem schopným vykonávat jednu nebo více funkcí. Kromě hlavních komponent a rozhraní jsou na těchto deskách instalovány [15] [16] [17] [13] [14] [12] :

  1. DSP ;
  2. převodníky (DAC, ADC atd.);
  3. průmyslové porty rozhraní (RS-232, RS-482, CAN, SPI atd.);
  4. hodiny reálného času;
  5. koncové stupně rozhraní (Ethernet atd.);
  6. indikátory, tlačítka, konektory a další.

Příklady

Příklady běžných jednodeskových počítačů [18] [19] [20] [21] [22] [23] [7] :

Poznámky

  1. ↑ Ryakova D. A., Kornilov Yu. V. Historie jednodeskových počítačů // Inovativní technologie ve vědě a vzdělávání. - 2016. - č. 2. - S. 278-279.
  2. ↑ Romin A. Zámky a maliny: srovnávací studie jednodeskových počítačů pro kontrolu přístupu. — 2016.
  3. ↑ Ortmeyer C. Tenkrát a teď: stručná historie jednodeskových počítačů // Electron. Des. odkryté. - 2014. - T. 6. - S. 1-11.
  4. ↑ Ashwin Pajankar. Raspberry Pi superpočítač a vědecké programování. - Apress, 2017. - S. 3. - 171 s.
  5. ↑ Leshukov E. V., Tanaeva M. S. OBCHODNÍ MODEL "CUBE START-UP" JEDNODOSKOVÝ POČÍTAČ MILESTONE //INNOVATIKA-2019. - 2019. - S. 494-498.
  6. ↑ Dobrovolsky N. S. Aplikace jednodeskových počítačů v systémech pro sledování parametrů prostředí // Problémy automatizace a řízení. - 2015. - č. 1. - S. 171-174.
  7. ↑ 1 2 Álvarez JL, Mozo JD, Durán E. Analýza jednodeskových architektur integrujících technologie senzorů //Sensors. - 2021. - T. 21. - Ne. 18. - S. 6303.
  8. ↑ K. Srujan Raju, Roman Senkerik, Satya Prasad Lanka, V. Rajagopal. Datové inženýrství a komunikační technologie. - Singapur: Springer, 2020. - S. 681. - 963 s.
  9. ↑ Kuka L. Vom Consumer zum Maker: der interdisziplinäre Einsatz von Single-Board Platinen im Schulwesen/eingereicht von Dipl.-Ing. Lisa Kuka: dis. – Universität Linz, 2019.
  10. ↑ Klaus Dembowski. Mikrokontrolér - Der Leitfaden für Maker: Schaltungstechnik und Programmierung für Raspberry, Arduino & Co.. - Heidelberg: dpunkt.verlag, 2014. - 396 s.
  11. ↑ 1 2 3 Computer-on-Module (COM) versus Single-Board Computer (SBC) Archivováno 31. března 2022 na Wayback Machine // Winsystems, 19. 11. 2019
  12. ↑ 1 2 3 Strashun Jurij Pavlovič. Současný stav vývoje automatizačních a řídicích systémů  // Hornický informační a analytický bulletin (vědecký a technický časopis). - 2015. - č. 7 .
  13. ↑ 1 2 Fernando Moreira, Hojjat Adeli, Irena Orovic, Luís Paulo Reis, Sandra Costanzo, Álvaro Rocha. Trendy a inovace v informačních systémech a technologiích. Ročník 2. - 2020. - S. 37-38. — 842 s.
  14. ↑ 1 2 Alexander Barkalov, Larysa Titarenko, Małgorzata Mazurkiewicz. Základy vestavěných systémů. - Springer, 2019. - S. 32-33. — 167 str.
  15. ↑ 1 2 3 O. V. Šišov. Moderní prostředky automatizovaných systémů řízení procesů. - Moskva-Vologda: Infra-Engineering, 2021. - S. 48-49. — 532 s.
  16. ↑ 1 2 3 O. V. Šišov. Moderní technologie průmyslové automatizace. - Moskva-Berlín: Direct-Media, 2015. - S. 18-19. — 368 s.
  17. ↑ 1 2 Cedric Aimal Edwin, Ghulam Abbas, Ghulam Hussain, Khalid Rahman, Wasim Ahmed Khan. Funkční zpětné inženýrství obráběcích strojů. - CRC Press, 2019. - 350 s.
  18. ↑ Schindler V. a kol. Možnosti využití jednodeskových počítačů pro zabezpečení přenosu lékařských dat //Przegląd Elektrotechniczny. - 2013. - T. 89. - No. 6. - S. 56-60.
  19. ↑ Ortmeyer C. Stručná historie jednodeskových počítačů // A Premier Farnell Company, Electronic Design Uncovered, USA. - 2014. - č. 06. - 11. str.
  20. ↑ Lencse G., Répás S. Benchmarking dalších jednodeskových počítačů pro stavbu mini superpočítače pro simulaci telekomunikačních systémů // International Journal of Advances in Telecommunications, Electrotechnics, Signals and Systems. - 2016. - V. 5. - No. 1. - S. 29-36.
  21. ↑ Johnston SJ a kol. Komoditní jednodeskové počítačové clustery a jejich aplikace //Počítačové systémy budoucí generace. - 2018. - T. 89. - S. 201-212.
  22. ↑ Mishra A. Vestavěné vývojové platformy pro navrhování prototypů aplikací internetu věcí (Iot): Studie. //International Journal of Research in Advent Technology, Vol.7, No.4, duben 2019
  23. ↑ Prabhu GRD, Urban PL Povýšení chemického výzkumu pomocí moderní sady elektronických nástrojů //Chemické recenze. - 2020. - T. 120. - Ne. 17. - S. 9482-9553.


 Jednodeskové počítače