单板计算机也称单板机，或称单板电脑（英语：Single-board Computer, SBC），是计算机的一种形式，是将微处理器、存储器、输入输出接口、时钟及其它辅助电路等集成在一个晶片或印制电路板上的计算机。还有简单的七段发光二极管显示器、小键盘、插座等其他外部设备。功能比单片机强，适于进行生产过程的控制。可以直接在实验板上操作，适用于教学。
单板计算机（SBC，Single Board Computer）是一种将处理器、内存、存储、输入/输出接口等全部集成在一块电路板上的计算机，通常体积小巧，性能强大且功耗较低。SBC在物联网（IoT）、嵌入式系统、教育、DIY项目、工业控制和边缘计算等领域广泛应用。
单板机是安装在一块单板上的计算机。在这种情况下，该板是一个电路板，而计算机是一系列组件 – 微处理器、内存和输入/输出。
单板机并非通过其功能区分于台式计算机或个人电脑，而是通过其设计。单板机将完整计算机的所有元素集成在一个电路板内。相比之下，台式计算机具有用于计算机基本组件的插槽的主板。在台式计算机上，处理器、内存、存储、输入输出设备和其他基本组件通过主板上的插座连接。而在单板设计上，所有部件都是独立的。
单板机也具有不同于台式计算机的功能。在台式计算机上，通过将外围设备插入主板插槽来增加功能通常是可行的。例如，高端显卡将插入主板上的特殊插槽。而在单板机上，这些所需的组件都是电路板的一部分。该设备已经可以直接使用。
单板机有各种不同容量规格。由于一些用于控制简单流程，与普通台式计算机相比，一些单板机在速度和性能上可能非常慢和有限。
在过去的10年里，单板机得到了健康发展。它们小巧、廉价，运行成本低，但这并不意味着它们的性能上就很逊色。一台 50 至 100 英镑的电脑所提供的用户体验大致相当于 15 年前的标准台式电脑。然而，现在很多型号都可以实现4K显示，这在过去是令人难以想象的。
购买单板机时需要考虑的因素
由于单板机在某些非常苛刻的环境条件下使用，确保所选的任何设计能够在预期的应力下提供可靠的服务至关重要。最低和最高操作温度、设备尺寸、插孔类型以及其他因素都将影响它是否适用于特定应用。
虽然就可扩展性而言，单板机本质上比多板设计不够灵活，但具有多个扩展插槽的单板机的选择正在迅速增加。此外，还有许多非常专业的设计可用，为空间有限的嵌入式应用提供了非常强大的解决方案。
单板机通常不具备台式计算机的高性能范围，但随着现代发展，它们变得非常强大。例如BeagleBoard、Raspberry Pi等选项也使其非常容易访问，使开发人员可以在一个非常小的电路板上获得整个计算机，这可以轻松扩展用于构建实用设备或仅进行实验。就像大多数电子产品一样，即使功能扩展，单板计算机的价格也会随着时间的推移而下降。
单板机用途
单板机经常应用于嵌入式应用中。嵌入式计算机无法进行扩展，并只包含其设计任务所需的输入和输出功能。例如，自动售货机可能会有一个内置的单板机来控制自动售货机的功能，但不会提供增加硬件以扩展功能的选项。
单板机通常插入背板中。背板允许将输入和输出设备连接到计算机。单板机经常用于机架系统中，这使得它们可以可靠而快速地集成到系统中。
虽然单板机在技术上可以执行一些办公任务，但它们通常不会以这种方式使用，因为可能存在无法支持一些主流办公软件套件的问题，特别是那些在价格范围较低的软件套件。然而，在工业中它们被广泛使用，无论是作为控制可编程机械的廉价方式还是运行基本服务器。
今天主要用途可能是在教育和实验中。由于价格便宜，整个班级都可以配备这些设备。它们可以用于学习编程，无论是Scratch还是更高级的语言，或者学习如机器人技术或3D打印等内容。它们也进入家庭，无论是用于小玩具还是设置家庭项目，如物联网应用或家庭网络。
工业和商业应用通常使用单板机进行安全或基本控制。由于其简单的性质，它们可以设计得坚固且足够小，以便易于快速更换。它们还可以用作大型工业机械的控制器。军方经常在专业平板电脑、无人机或监视系统控制中使用它们。
为什么单板机用于工业中
单板机具有执行大多数自动化任务所需的所有功能，并且有广泛可用的专业设计。与通常用于单板机的应用的典型台式电脑相比，这些计算机具有一些明显的优势。
单板机非常小。这使它们可以嵌入空间有限的设备中。这些计算机也非常高效，使它们在节能方面具有优势。除了这些优点外，单板机是自包含的，使它们在苛刻的环境条件下非常可靠。
尽管单板机通常比多板计算机的容量要小，但它们往往更昂贵。单板机是专业设备，这意味着它们的生产量不如标准的多板主板多。然而，这些计算机的可靠性使它们成为行业非常具有成本效益的解决方案。此外，由于它们是独立的，如果需要更换计算机，相对容易地将一个计算机换出另一个计算机。
各种背板选项使这些计算机的功能得到极大扩展，因此它们的设计并不会过度受限。事实上，通过某些类型的背板布置，单板机实际上可以在更紧凑的空间中提供比标准多板计算机更多的扩展容量。
以下是几种知名的SBC产品及其特点：
1. Raspberry Pi 系列
- 制造商：Raspberry Pi 基金会
- 主要型号：Raspberry Pi 4、Raspberry Pi 3、Raspberry Pi Zero、Raspberry Pi 400
- 规格：
- 操作系统：Raspberry Pi OS（基于Debian）、Ubuntu、Kali Linux等
- 应用领域：教育、家用媒体中心、DIY项目、物联网、边缘计算
- 特点：价格低廉、社区资源丰富、外围接口齐全，适合开发和学习使用。
2. NVIDIA Jetson 系列
- 制造商：NVIDIA
- 主要型号：Jetson Nano、Jetson Xavier NX、Jetson TX2、Jetson AGX Xavier
- 规格：
- 操作系统：Ubuntu（NVIDIA JetPack SDK支持CUDA、TensorRT等）
- 应用领域：人工智能、计算机视觉、机器人、边缘AI应用
- 特点：提供强大的AI和GPU计算能力，适合深度学习、边缘AI和自动驾驶开发。
3. BeagleBone 系列
- 制造商：BeagleBoard.org
- 主要型号：BeagleBone Black、BeagleBone AI、PocketBeagle
- 规格：
- 操作系统：Debian Linux、支持多种开源系统
- 应用领域：工业自动化、物联网、机器人、教育
- 特点：GPIO和外围接口丰富，适合实时控制和工业应用，开源硬件设计且兼容性高。
4. Odroid 系列
- 制造商：Hardkernel
- 主要型号：Odroid XU4、Odroid C4、Odroid N2、Odroid HC4
- 规格：
- 处理器：三星Exynos（XU4）或Amlogic（C4、N2等）
- 存储：eMMC、microSD卡、SATA接口（部分型号）
- 接口：USB、HDMI、Ethernet、GPIO
- 操作系统：Ubuntu、Android等
- 应用领域：媒体中心、游戏机、家用服务器、物联网
- 特点：提供强劲的多核处理能力，适合性能需求较高的应用，特别适合于DIY服务器、游戏机等。
5. Banana Pi 系列
- 制造商：SinoVoip
- 主要型号：Banana Pi M3、Banana Pi M4、Banana Pi R64、Banana Pi BPI-M2 Zero
- 规格：
- 操作系统：Linux、Android等
- 应用领域：物联网、教育、家用网络设备（如路由器）
- 特点：成本低，拥有丰富的接口，某些型号提供双网口等特性，适合网络相关项目。
6. Rock Pi 系列
- 制造商：Radxa
- 主要型号：Rock Pi 4、Rock Pi X、Rock Pi N10
- 规格：
- 操作系统：Ubuntu、Debian、Android等
- 应用领域：边缘计算、物联网、开发和教育
- 特点：处理器选择灵活，性能较高，适合需要高存储和多样接口的项目。
7. Orange Pi 系列
- 制造商：Shenzhen Xunlong Software
- 主要型号：Orange Pi 4、Orange Pi Zero、Orange Pi Plus、Orange Pi PC
- 规格：
- 操作系统：Linux（Ubuntu、Debian等）、Android
- 应用领域：物联网、家庭媒体中心、DIY项目
- 特点：价格低廉，适合预算较少的用户。支持多种操作系统，适合初学者或简单的嵌入式开发。
8. UP Board 系列
- 制造商：AAEON（隶属于华硕）
- 主要型号：UP Board、UP Squared、UP Xtreme
- 规格：
- 处理器：Intel Atom、Pentium、Celeron等x86架构
- 存储：eMMC、M.2 SSD
- 接口：USB、HDMI、Ethernet、GPIO、PCIe
- 操作系统：Ubuntu、Windows、Yocto等
- 应用领域：工业自动化、机器视觉、边缘计算、机器人
- 特点：使用x86架构处理器，支持Windows和Linux系统，适合工业应用和机器人开发。
应用场景及选择指南
- 教育和DIY项目：Raspberry Pi 系列和 Orange Pi 系列由于价格低廉、资源丰富，非常适合入门学习、教育项目和简单的DIY项目。
- AI 和边缘计算：NVIDIA Jetson 系列因其强大的GPU能力，是AI推理、深度学习和边缘计算的理想选择。
- 工业控制和物联网：BeagleBone 系列因其丰富的接口和稳定性，特别适合工业控制和物联网。
- 家庭媒体中心：Odroid和Raspberry Pi可用于搭建KODI媒体中心，满足家庭娱乐需求。
- 嵌入式开发与原型设计：UP Board和Rock Pi等型号提供高性能，适合更专业的嵌入式开发与工业级应用。
不同的SBC具有不同的性能、接口和系统支持，应根据具体需求选择合适的产品。
单板计算机和单片机有区别吗
虽然单板计算机和单片机都是以单个电路板为核心，但它们的应用场景和结构上有显著差异。
单片机是一种只具备基本计算、存储等单一功能的芯片，需要配合其它电路才能形成系统。而单板计算机则是包含了一个完整的、可独立使用的计算机系统。
系统芯片SOC和单板机SBC有什么不同？
系统芯片（SoC, System on a Chip）和单板机（SBC, Single Board Computer）是两种完全不同的电子硬件概念，主要区别在于功能集成的层级和用途。以下是它们的详细比较：
1. 定义
- 系统芯片（SoC）
- 单板机（SBC）
- SBC是一块完整的计算机主板，集成了处理器、内存、存储、I/O接口和电源管理模块，通常可以独立运行。
- 设计目标是提供一个小型化、低成本的独立计算平台，常用于原型开发、教学、DIY项目和工业控制等。
2. 集成层级
- SoC
- SoC是微电子层级的集成，专注于将不同功能模块（如处理器、通信模块）封装到一个芯片中。
- 需要搭配额外的外围硬件（如电路板、电源、存储器等）才能实现完整的系统功能。
- SBC
- SBC是板级集成，包含了运行一个完整系统所需的所有主要硬件组件（包括处理器，通常是SoC）、电路板、存储和I/O接口。
- 是一个“开箱即用”的独立计算设备。
3. 使用范围
- SoC
- 嵌入式系统：广泛用于智能手机、平板电脑、智能家居、可穿戴设备等。
- 高度集成的设备：比如汽车电子系统、物联网设备。
- 通常是产品的核心计算部件，但不具备单独运行能力。
- SBC
4. 典型组成
SoC：
- CPU：中央处理单元，负责主要计算任务。
- GPU：图形处理单元，负责图形渲染和视频处理。
- 存储控制器：管理外部存储器（如RAM、Flash）的数据访问。
- 通信模块：如Wi-Fi、蓝牙、5G基带等。
- 其他专用模块：如AI加速单元（NPU）、音频解码器、图像信号处理器（ISP）。
SBC：
- SoC或独立CPU：作为计算核心，通常是基于ARM或x86架构。
- RAM：板载内存，用于临时存储数据。
- 存储设备：板载eMMC存储或支持插入SD卡/硬盘。
- I/O接口：USB、HDMI、GPIO、以太网、音频接口等。
- 电源接口：通常支持外部电源适配器。
- 扩展接口：如PCIe插槽、M.2接口等。
5. 尺寸与功耗
- SoC：
- 尺寸非常小（通常为几毫米），功耗低，非常适合电池供电的设备。
- 功耗范围通常在几瓦以下。
- SBC：
- 尺寸较大（一般从信用卡大小到小型主板大小不等），功耗相对较高。
- 功耗范围从几瓦到几十瓦。
6. 常见例子
7. 适用场景对比
| 用途 | SoC | SBC |
|---|---|---|
| 移动设备 | 广泛用于智能手机、平板、可穿戴设备 | 很少用于此类场景 |
| 嵌入式系统 | 核心部件，作为计算和控制单元 | 适合用作完整的独立嵌入式计算平台 |
| 教学与学习 | 较少直接使用，除非通过开发板形式（如ESP32、Nordic芯片） | 常用于教学和DIY（如树莓派、Arduino+SBC方案） |
| 工业控制 | 嵌入于工业设备中，用作专用处理器 | 独立运行，用于控制或监控系统 |
| 性能优化 | 针对特定任务进行优化，如AI推理、图像处理 | 用于通用任务，可以安装多种操作系统支持灵活扩展 |
如果你需要知道单板机的公司和分类，请看英文网站：
https://sbcmarket.com/