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单板计算机

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。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
    • 处理器:基于ARMBroadcom SoC(最高4核)
    • 存储:通常是microSD卡,也支持USB SSD
    • 接口:GPIO、USB、HDMI、Ethernet、Camera接口(CSI)、Display接口(DSI)
  • 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
    • 处理器:NVIDIA Tegra(集成ARM CPUGPU加速器,支持CUDA)
    • 存储:eMMC和microSD卡(根据型号不同)
    • 接口:GPIO、USB、HDMI、PCIe、CSI摄像头接口
  • 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AIGPU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
    • 处理器:基于ARM Cortex的处理器,BeagleBone AI内置AI加速器
    • 存储:eMMC和microSD卡
    • 接口:GPIO、USB、HDMI、Ethernet、PWM、ADC、UART等
  • 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
    • 处理器:Allwinner或MediaTek ARM架构处理器
    • 存储:eMMC、microSD卡
    • 接口:USB、HDMI、Ethernet、GPIO
  • 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
    • 处理器:基于ARM的Rockchip或Intel(Rock Pi X)
    • 存储:eMMC、microSD卡、M.2 NVMe接口
    • 接口:USB、HDMI、Ethernet、GPIO、PCIe
  • 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
    • 处理器:基于ARM的Allwinner或Rockchip处理器
    • 存储:eMMC、microSD卡
    • 接口:USB、HDMI、Ethernet、GPIO
  • 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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。

2.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。

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