Ordenador de placa única:cómo capturar rápidamente nuestro mercado social

En las computadoras de placa única, si nunca ha visto una ola en su vida como ingeniero, tómese un tiempo para observar cómo las computadoras de placa única se están apoderando de nuestros mercados sociales. Se han puesto de moda hoy en día. Si no interactúa con ellos en el último automóvil que compra, los encontrará incrustados en una lavadora, un sistema de seguridad o incluso en el hospital. No podemos evitarlos; tendremos que aceptarlos.

Como fabricantes de PCB, ya no podemos darnos el lujo de rehuir las computadoras de placa única; es hora de que los abracemos. Esta edición tuvo como objetivo explorar este interesante campo en crecimiento de los SBC y cómo podrían ayudarlo en sus proyectos o en su vida diaria. Porque como WellPCB, hemos llegado a la mayoría de edad en el ensamblaje de PCB, estamos dispuestos a extender una rama de olivo para ofrecerle asesoramiento y una fuente confiable para que pueda hacer una cotización. Quedarse; no tomará mucho tiempo; Lo prometo.

Una computadora de placa única de un vistazo

1.1:¿Qué es una computadora de placa única (SBC)?

Una computadora de placa única es una computadora completamente funcional (lo que significa que tiene entrada y salida, una memoria y un procesador) construida en una sola PCB (placa de circuito impreso). A diferencia de las computadoras de escritorio y las computadoras personales (PC) ordinarias, las SBC se basan en arquitecturas simples que no dan lugar a funciones periféricas expandidas mediante ranuras de expansión. La arquitectura de procesador ARM (Advanced RISC Machine) con velocidades de procesamiento más bajas y un consumo de energía significativamente bajo alimenta la mayoría de los SBC. Por otra parte, algunos SBC modernos se ajustan a la arquitectura del procesador x86-Intel, como exploraremos en los capítulos siguientes.

1.2:¿Cuáles son sus usos?

Como se describió anteriormente, los SBC se pueden utilizar para realizar cualquier tarea que pueda ejecutar una computadora común. En sus inicios (alrededor de mayo de 1976), los SBC se desarrollaron inicialmente para ayudar al aprendizaje. Pero con las mejoras en la tecnología, evolucionaron para ejecutar varias aplicaciones como computadoras ordinarias. Los sistemas de inteligencia como los que hacen funcionar automóviles inteligentes, los sistemas de seguridad innovadores y los dispositivos automatizados, entre otras aplicaciones de este tipo, se basan en los SBC. Además, siguen siendo valiosos para el aprendizaje, la creación de prototipos y la experimentación entre estudiantes y aficionados.

1.3:¿Por qué son preferibles a las computadoras ordinarias?

Es fundamental tener en cuenta que los SBC generalmente tienen capacidades bastante inferiores a sus contrapartes de PC. Por otra parte, han seguido aumentando su demanda de mercado y su capacidad de procesamiento a lo largo de los años. Debido a sus diversos usos, se puede predecir que los SBC podrían superar la popularidad de las PC en el futuro. Ahora, varias razones hacen que las computadoras de placa única sean más preferibles a las PC tradicionales. Algunas de las razones notables incluyen:

Son portátiles. El primero en la lista de su peculiaridad sobre las PC es su pequeño tamaño. Raspberry Pi, uno de los SBC más populares del mundo, es lo suficientemente pequeño como para caber en el tamaño de una palma. Gracias a su pequeño tamaño, son portátiles y pueden programarse y luego integrarse en varios sistemas automatizados/inteligentes.

Son baratos: La mayoría de los SBC son muy baratos de adquirir. En comparación con las computadoras convencionales, las computadoras de placa única son significativamente más económicas de desarrollar que las PC. Por lo general, con una reducción en el precio de compra, siempre hay una tendencia a que la demanda de dicho producto se dispare. Del mismo modo, aumentan las invenciones sobre el uso de dichos productos. Los SBC ahora están fácilmente disponibles y son utilizados por varios ingenieros eléctricos y aficionados para la creación de prototipos. En este momento, incluso puede pedirnos algunas placas SBC personalizadas a un precio increíble.

Consumen menos energía que las PC. Al evaluar el consumo de energía de los SBC frente a las computadoras convencionales, sin duda encontrará una reducción muy significativa en el consumo de energía. Un SBC promedio consume solo ocho vatios de energía en lugar de los 400 vatios de energía que consumen las computadoras tradicionales cuando se ejecutan en un modo de "ahorro de energía". En este ángulo, los SBC son preferibles a las computadoras convencionales. Posiblemente, esta característica de bajo consumo de energía los hace adorables para integrarlos en otros sistemas computarizados.

1.4:La ola SBC ya está arrasando con las PC

Si los números no mienten, entonces el mejor momento para adoptar SBC fue en 2013; y el segundo mejor momento para abrazarlos es ahora. Los dos gráficos anteriores muestran un contraste entre la forma en que las personas compraron PC frente a la realización de proyectos Hágalo usted mismo (DIY) utilizando SBC en el mismo período. Si bien la demanda del mercado de PC está disminuyendo constantemente, la necesidad de SBC para realizar experimentos aumenta a diario.

Un simple análisis de la tendencia de los hábitos de compra de las personas muestra que los SBC no son solo la ola del futuro; Los SBC son la ola actual que se convertirá en un tornado en el futuro. No podemos darnos el lujo de ser barridos; es hora de que abracemos la ola y nademos. Desafortunadamente, la mayoría de los ingenieros todavía no lo ven venir.

Quizás la razón principal por la que los SBC están en aumento y seguirán aumentando más es que los SBC permiten a las personas la libertad de programar computadoras. Las personas obsesionadas con el bricolaje desean inventar y programar sus computadoras para que se adapten mejor a sus entornos específicos. Los SBC logran este objetivo de libertad al ser más baratos, portátiles y programables. Los SBC también tienen un menor consumo de energía.

En los siguientes capítulos, ahora consideraremos en detalle los diferentes procesadores y arquitecturas de las computadoras de placa única y una comparación de los mejores SBC disponibles en este momento.

Arquitecturas de procesador de computadoras de placa única

ARM, Intel y Freescale Power Architecture son los tres diseños principales de procesadores que impulsan las computadoras de placa única. Como había insinuado antes, la mayoría de los SBC se ejecutan en procesadores ARM. Una cantidad significativa del resto está impulsada por Intel y unas pocas por Power Architecture. Comencemos examinando la arquitectura del procesador ARM.

2.1:La arquitectura del procesador ARM para computadoras de placa única

En esencia, ARM es una arquitectura de CPU que pertenece a la familia de RISC (computadoras con conjunto de instrucciones reducido) desarrolladas por Advanced RISC Machines (ARM). Acorn Computers desarrolló el diseño en la década de 1980.

ARM produce procesadores de 32 y 64 bits como Intel. Sin embargo, los procesadores ARM están diseñados para funcionar a velocidades más altas mediante el procesamiento de millones de instrucciones por segundo (MIPS). Los procesadores logran un mejor procesamiento al deshacerse de las instrucciones adicionales y optimizar las rutas de procesamiento, logrando así un mejor rendimiento con un menor consumo de energía.

Los procesadores ARM tienden a tener un rendimiento más bajo que los procesadores Intel X86 líderes; sin embargo, tienen más aplicaciones que los procesadores X86 debido a su capacidad para utilizar el consumo de energía.

En el mercado actual, la arquitectura de procesador ARM es la arquitectura de procesador más utilizada para computadoras de placa única debido a su menor consumo de energía. Estos procesadores son famosos por los sistemas operativos de código abierto como Linux y Android. Se ejecutan en varios productos de defensa, aeroespaciales y de electrónica de consumo, como teléfonos inteligentes, reproductores multimedia y dispositivos portátiles de fitness, entre otros dispositivos que utilizan SBC.

La mayoría de los SBC líderes del mercado como Raspberry Pi, Banana Pi, Orange Pi, BeagleBoard, Board, entre muchos otros, utilizan estos procesadores.

Ordenador de placa única 2.2 —Procesadores Intel

Intel es líder en la fabricación de procesadores para computadoras personales. En los últimos años, el gigante tecnológico ha avanzado en la fabricación de procesadores de alta velocidad para SBC.

Los procesadores Intel Core y X86 de cuarta generación han registrado un mayor rendimiento en el procesamiento de gráficos e instrucciones del procesador que los procesadores ARM. A diferencia de los SBC ARM que contienen muchos procesadores simples que comparten la carga de trabajo (lo que se conoce como "escalamiento horizontal"), los SBC Intel están diseñados para contener pocos procesadores de alta capacidad (a veces llamados "escalamiento vertical") que pueden manejar tareas complejas con facilidad.

Debido a su procesamiento de alta capacidad, los procesadores Intel se utilizan en campos que exigen alta precisión y velocidades de procesamiento más rápidas, como los mercados de automatización, la medicina, la defensa, el transporte y la industria aeroespacial (como en los vehículos sin tripulación).

A pesar de su alto rendimiento y capacidad de procesamiento, los procesadores Intel siguen siendo impopulares en el mercado de SBC debido a su alto precio y mayor consumo de energía en comparación con los procesadores ARM. Sin embargo, la mayoría de los procesadores Intel tienen el inconveniente del sobrecalentamiento. Por lo tanto, para proyectos que requieren certificación para usar en ambientes calurosos, es recomendable considerar diseñar un sistema de refrigeración o incluso utilizar una alternativa de procesador diferente a Intel.

Algunas de las computadoras de placa pequeña líderes impulsadas por Intel incluyen las producidas por Intel Company como las generaciones Intel Galileo y The UDOO Company como UDOO Dual Basic, UDOO Quad y UDOO X86 advanced.

2.3:Arquitectura de energía a escala libre

Freescale Company produce los procesadores Power Architecture. Siguen la arquitectura del procesador RISC como los procesadores ARM. Funcionan como los procesadores X86 ordinarios. Su diseño apunta a minimizar la ralentización.

Mientras que los procesadores Intel se enfrentan al desafío del sobrecalentamiento debido a la limitación de las cargas de trabajo más grandes, los procesadores Power Architecture navegan fácilmente a través del procesamiento sin consumir demasiada energía ni sobrecalentarse. Por otra parte, estos procesadores rara vez se usan entre los SBC. Por el momento, los procesadores The Power se ejecutan en SBC como The MIPS Creator C120 Small Board Computer.

2.4:Ordenador de placa única —Conclusión del capítulo

Hasta ahora, hemos realizado una descripción general para comprender las computadoras de placa pequeña, sus usos y su relevancia en el futuro de las computadoras. También nos hemos tomado el tiempo de estudiar las tres arquitecturas principales de los SBC en función de sus procesadores. En el próximo capítulo, comenzaremos a comparar SBC específicos o marcas de SBC para determinar cuál es probable que funcione mejor que los demás en cuanto a velocidad, rendimiento y costo de compra.

Clasificación de las mejores computadoras de placa única

Si quisiera ejecutar un proyecto de IoT, ¿qué placa podría elegir entre las miles que están a la venta ahora?

Honestamente, debido a la gran cantidad de fabricantes y diseñadores de SBC, a veces puede resultarle difícil elegir una placa de la larga lista de placas. Cada fabricante parece presentar diseños o características superiores. En tales casos, es posible que deba invertir más en información antes de poder realizar un pedido, es decir, prestar más atención en lugar de más dinero. Y es por eso que invertimos algo de tiempo para analizar varios SBC y ayudarlo a elegir el mejor entre las mejores marcas de computadoras de placa pequeña en nuestros mercados. Omitiremos todas las demás explicaciones y nos sumergiremos directamente en nuestra lista principal de SBC.

3.1:Las 3 mejores computadoras de placa pequeña de todos los tiempos

Rango 1:Raspberry Pi 3 Modelo B+ 

Raspberry Pi es el "chico grande" indudable en la industria de las computadoras de placa pequeña. La empresa tiene la reputación de lanzar tableros altamente confiables con el apoyo inquebrantable de la comunidad de sus lanzamientos de tableros. Su último lanzamiento de placa:El Raspberry Pi 3 Model B+, mejora el famoso Model 3B. Se jacta de las siguientes características:

Características

• Procesador: Procesador ARM de cuatro núcleos de 2,4 GHz (y una opción separada para 5 GHz para la red) compatible con SO de 64 bits.

• USB: 4x USB 2.0

• Red: Gigabit Ethernet (a través de USB con una velocidad máxima de 300 Mbps), Bluetooth 4.2/BLE

• Otros puertos: puerto de pantalla DSI y un puerto de cámara CSI.

Tiene un hit en:

• Excelente apoyo de la comunidad: Raspberry se jacta de tener una gran comunidad en línea que siempre responde a tus desafíos. Debido a que es más popular y utiliza programas de código abierto, difícilmente encontrará un desafío que otros desarrolladores nunca hayan experimentado con Raspberry. La mayoría de los problemas que enfrentará podrían resolverse con una simple investigación en línea.

• Tiene capacidades de procesamiento más rápidas.

• barato de adquirir.

• Tiene una velocidad de Ethernet rápida.

Tiene un fallo en:

• Conectividad Bluetooth deficiente:aunque es nueva en el mercado, la placa ya se ha enfrentado a informes de conectividad Bluetooth poco confiable.

Lo que pienso sobre Raspberry Pi 3 Modelo B+

Raspberry fue y siguió siendo el rey de las computadoras de placa única. Su último modelo es asequible y debería ser útil en varios experimentos. Sin embargo, a juzgar por las características y fortalezas del modelo, el Modelo B+ se recomienda para proyectos que requieren una conexión rápida a Internet, como proyectos que involucran GSM o monitoreo/control remoto.

Rango 2:Udoo X86 Ultra SBC

Este pequeño “niño” destila clase y un poder inimaginable. Udoo es uno de los pocos SBC que funcionan con procesadores Intel. Su precio de compra es mucho más alto incluso que el de las PC, y su velocidad de procesamiento también es lo suficientemente rápida como para superar a la mayoría de las PC. Honestamente, podría ser difícil resumir todas sus características, pero estas son algunas de las características más notables:

• Procesador: Intel Pentium N3710 2,56 GHz de cuatro núcleos

• RAM: 8GB

• ROM: ranura para tarjeta SD integrada que admite hasta 32 GB

• USB: 3 USB 3.0

• Controlador de gráficos: Gráficos Intel HD 405

• Poder: 12V, 3A.

Tiene un hit en:

• Tiene excelentes capacidades de procesamiento: Con un procesador Intel de 2,56 GHz y una RAM de 8 GB, Udoo ocupa un lugar destacado como campeón de su velocidad de procesamiento. El SBC puede ejecutar aplicaciones de software comunes como una PC estándar sin enfrentar ningún obstáculo de procesamiento.

• Ofrece excelentes capacidades gráficas y multimedia

• Es compatible con Arduino: Udoo es consistente con la buena y antigua placa de microcontrolador Arduino para experimentos de IoT. Esta habilidad lo hace ideal ya que no requiere transición para usarlo en proyectos o experimentos.

• Tiene una mayor capacidad de almacenamiento que un SBC ordinario.

• Udoo cuenta con un buen apoyo de la comunidad para respaldar sus productos.

Tiene un fallo en:

• Es caro: este SBC es más caro que muchos SBC. Por lo tanto, es posible que no desee comprarlo para sus experimentos.

• Consume más energía que un SBC ordinario. Aunque su consumo de energía es menor que el de una PC, es notable que todavía consume más electricidad que la mayoría de los SBC. Por lo tanto, no vale la pena usarlo en proyectos que requieren menos electricidad para funcionar.

Lo que pienso sobre Udoo X86 SBC

Udoo sigue siendo una comunidad en crecimiento. Este SBC está registrado por almacenar una memoria RAM de 8 GB y un procesador Intel de 2,56 GHz en un SBC. Debido a sus excelentes características y alto precio de compra, lo recomendaría a usuarios industriales en lugar de aficionados y aprendices.

Rango 3:tablero del dragón de Qualcomm

Qualcomm Dragon no es un SBC muy popular. Es compacto, admite varias plataformas y es más poderoso que las alternativas SBC ordinarias. Por otra parte, tiene buenas características para agregar al menú de desarrollo de su proyecto. Tiene las siguientes características:

Características:

• Procesador: Procesador ARM de cuatro núcleos con velocidades de hasta 1,2 GHz (y 2,4 GHz para la red). Admite alternativas de SO de 32 y 64 bits

• RAM: 1GB

• USB: 2 x USB 2.0 o Micro USB

• Red: Wi-Fi a bordo 802.11

• Otros puertos: Puerto de pantalla HDMI.

Qualcomm Dragon tiene un éxito en:

• Velocidad de procesamiento rápida

• Compatible con más aplicaciones de software y sistemas operativos, incluidos Linux, Windows y Macintosh

• Tiene conectividad de red rápida.

Tiene un Miss en:

• Un alto costo de compra:a pesar de que tiene características que se asemejan a la Raspberry Pi 3 modelo B, tiene un costo de adquisición significativamente más alto que Raspberry.

• No es muy popular. Debido a que no es popular en el mercado, carece de una comunidad de apoyo que lo respalde. Por lo tanto, no es ideal para estudiantes.

Lo que pienso sobre Qualcomm Dragon Board

Qualcomm es una placa excelente para proyectos que requieren SBC. Es ideal para industriales ya que es estable y admite otras aplicaciones informáticas ordinarias.

3.2:Las computadoras de placa única más baratas

Cuando tiene un presupuesto ajustado pero aún le encantaría tener en sus manos un SBC, hay un par de opciones de SBC baratas que debería considerar consultar. Estos son algunos de ellos:

Pino A64 SBC: Uno de los SBC más raros y poderosos que (personalmente) he visto en el mercado que cuesta alrededor de $15 es el Pine A64. Su diseño se parece mucho al popular Arduino Uno.

Si busca ejecutar un proyecto de IoT con tasas impresionantes, pero a un costo menor, debe considerar The Pine A64. Admite hasta 2 GB de RAM y se ejecuta en un procesador ARM Cortes A53 de cuatro núcleos con una velocidad de 1,2 GHz que puede admitir aplicaciones de 64 bits. Tiene excelentes velocidades de red de alrededor de 1000 Mbps. El único hueso con Pine A64 es su soporte remoto en línea si tiene problemas con la placa.

Raspberry Pi Cero: El Raspberry Pi Zero cuesta alrededor de cinco dólares. Tiene 512 MB de RAM y una velocidad de procesador de 1 GHz de un solo núcleo. Tiene 40 pines GPIO. Pi Zero es ideal para estudiantes, aficionados e incluso ingenieros cuando realizan experimentos simples. Se recomienda el Pi Zero por su fácil disponibilidad y el apoyo masivo de la comunidad.

Nano Pi NEO: Nano Pi NEO es extremadamente pequeño en tamaño y tiene funciones limitadas. Tiene 256/512 MB de RAM y una velocidad de procesador de 1GHz. Es compatible con Ethernet, Micro-SD y VGA. Nano cuesta alrededor de siete dólares y mantiene aproximadamente 40 pines GPIO. Sin embargo, tiene una capacidad de procesamiento significativamente lenta y un apoyo menor de la comunidad para respaldarlo.

Ordenador de placa única 3.3 —La computadora de placa única más poderosa

Cuando te canses de jugar con placas Arduino y microcontroladores Raspberry Pi, y te encantaría ir al mundo de lo ilimitado, deberás buscar opciones más potentes, más rápidas y (a menudo) más caras. Una de esas computadoras de placa pequeña que conozco es el kit Intel NUC (Intel NUC NUC7i3BNH). Incluso en un entorno empresarial, este dispositivo es lo suficientemente potente como para rivalizar con algunos servidores informáticos (supongo que es más potente que una computadora normal). Así es como funciona:

El kit de computadora de placa única Intel NUC NUC7i3BNH

Características:

• Procesador: se ejecuta en el 7 ^th de Intel Procesador de última generación (Intel Core i3-7100U).

• RAM: Dispone de dos Sockets DDR4 SO-DIMM (soporta hasta 32GB a 2.133 GHz)

• USB: tiene 4 X 3.0 USB y 2 X 2.0 USB.

• GPU: Utiliza Intel HD Graphics 620.

• Tiene puertos SATA y HDMI

Hasta el momento, el kit NUC es la única placa que se ha atrevido a ofrecer una velocidad de lectura de Micro-SD de hasta 3 GB por segundo y un procesador de séptima generación en un solo panel. Sin embargo, es limitado porque es un kit y está abierto a ajustes de piezas del proveedor que pueden aumentar su rendimiento o disminuirlo.

Es un SBC impopular para la mayoría de los ingenieros debido a su alto costo de compra. Sin embargo, si está interesado en aplicaciones de la vida real que requieren altas velocidades y más espacio de almacenamiento, entonces podría ofrecer una prueba con Intel NUC NUC7i3BNH.

Conclusión

Las computadoras de placa única se han vuelto accesibles y valiosas con el tiempo. Como ya hemos explorado, hay varios casos en los que podría incorporar SBC en sus proyectos. También hemos estudiado algunas de las computadoras de placa única más excelentes que ofrece el mercado actual.

Ahora, quizás después de revisarlo, es posible que haya tenido algunas consultas que podrían requerir respuestas; por favor, no dude en comunicarse con nosotros a través de nuestro sitio web oficial de WellPCB. Si desea que le consigamos una nueva impresión de PCB de computadora de placa única, no dude en comunicarse para hacer una cotización en línea a un precio increíble.