Одноплатные компьютеры (SBC) являются универсальными инструментами для решения широкого спектра задач. Они могут стать основой для систем числового программного управления (ЧПУ), выступить в роли сервера хранения данных и даже использоваться в качестве удаленной системы сбора данных. Очевидно, что в каждом конкретном случае требования к одноплатным компьютерам различаются. В данной статье проводится краткий обзор четырех популярных моделей SBC: Raspberry Pi 3 Model B+, ODROID-C2, BeagleBone Black Rev. C, A20-OLinuXino-MICRO-4GB.
В зарубежных публикациях одноплатные компьютеры (single board computer, SBC) часто называют «хакерскими платами». Такое именование является вполне оправданным сразу по нескольким причинам. Во-первых, для людей, далеких от электроники, SBC кажутся чем-то загадочным и непонятным. Поэтому с точки зрения обывателей умение работать с SBC автоматически переводит пользователя в категорию хакеров. Во-вторых, одноплатные компьютеры представляют собой законченные вычислительные системы, которые включают процессор, память, систему питания, периферию и разъемы. Если прибавить к этому компактные размеры, то окажется, что SBC могут решать задачи, которые ограничиваются только воображением разработчика.
SBC используют в различных приложениях. Например, они могут выступать в качестве центрального процессора ЧПУ. Многие одноплатные компьютеры имеют порты ввода-вывода GPIO, выходы ШИМ и АЦП, поэтому в самых простых случаях для получения законченной системы управления потребуется минимум доработок. Еще чаще SBC применяются при создании удаленных серверов хранения данных. Для этого необходимо иметь в составе платы быстрый Ethernet-порт. Если планируется разработка удаленной автономной системы, то логичным будет использование SBC с поддержкой беспроводных интерфейсов, например, Wi-Fi или Bluetooth.
Таким образом, несмотря на то, что все SBC по определению являются достаточно универсальными инструментами, тем не менее, в каждом конкретном случае требования к одноплатным компьютерам различаются. В результате на рынке появилось множество моделей SBC с различными характеристиками. По этой причине основной задачей для разработчика становится поиск оптимального одноплатного компьютера. При этом следует учитывать не только возможности «железа», но и набор доступного ПО, в том числе поддерживаемые операционные системы.
Рассмотрим четыре популярные модели SBC из ценового диапазона до $100: Raspberry Pi 3 Model B+, ODROID-C2, BeagleBone Black Rev. C, A20-OLinuXino-MICRO-4GB. Общие характеристики этих моделей приведены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики одноплатных компьютеров
| Характеристика | Raspberry Pi 3 Model B+ | ODROID-C2 | BeagleBone Black Rev. C | A20-OLinuXino-MICRO-4GB |
| SoC | Broadcom BCM2837B0 | Amlogic S905 | Texas Instruments AM3358/9 | AllWinner A20 |
| CPU | ARM Cortex-A53 (64-битный) | ARM Cortex-A53 (64-битный) | ARM Cortex-A8 (32-битный) | ARM Cortex-A7 (32-битный) |
| 1,4 ГГц четыре ядра | 1,5 ГГц четыре ядра | 1 ГГц одно ядро | 1 ГГц два ядра |
| GPU | VideoCore IV | Mali-450 | PowerVR SGX530 | Mali 400 |
| Объем ОЗУ | 1 Гбайт | 2 Гбайт | 512Мбайт | 1 Гбайт |
| Встроенная память | - | - | 4 Гбайт | 4 Гбайт |
| Внешняя память | MicroSD | 8Гбайт MicroSD, 64 Гбайт eMMC | MicroSD | MicroSD |
| USB host | 4 | 4 | 1 | 2 |
| USB OTG | + | + | + | + |
| Версия USB | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Ethernet | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Тип Ethernet | Gigabit | Gigabit | 10/100 | 10/100 |
| Wake-on-Lan | - | - | - | - |
| HDMI | + | + | + | + |
| VGA | - | - | - | + |
| CVBS | + | - | - | - |
| Интерфейс дисплея | MIPI DSI | - | - | Совместим с модулями дисплеев Olimex |
| Интерфейс с камерой | 1 | - | - | - |
| Аудио выход | + | - | - | + |
| Аудио разъем | 3,5 мм jack | - | - | 3,5 мм jack |
| HDMI-аудио | + | + | + | + |
| SPDIF | - | - | - | - |
| I2S | + | + | - | + |
| Линейный вход | - | - | - | - |
| Микрофонный вход | - | - | - | + |
| Встроенный микрофон | - | - | - | - |
| SATA | - | - | - | + |
| ИК-датчик | - | + | - | - |
| WiFi | 802.11b/g/n/ac | - | - | - |
| Bluetooth | Bluetooth BLE 4.2 | - | - | - |
| RTC | - | - | - | - |
| GPIO | 40 | 40 | 92 | 160 |
| ШИМ | 1 | 1 | - | 1 |
| АЦП | - | + | + | - |
| I2C | 1 | 2 | 2 | 2 |
| SPI | 1 | 1 | 1 | 3 |
| UART | 1 | 1 | 5 | 6 |
| RS232 | - | - | - | - |
| Сокет Arduino | - | - | - | - |
| Напряжение | 4,8...5,2 В | 5 В | 5 В | 6...16 В |
| Потребление | 600мА - 2.4A | 500мА - 2A | 600мА - 1,4А | 800мА - 2,1A |
| Поддержка Linux | есть | есть | есть | есть |
| Поддержка Android | | Android 5.1 | Android 4.4 | Android 4.2 |
| Поддержка Windows | Windows 10 IoT Core | - | - | - |
| Габариты, мм | 85 x 56 x 17 | 85 x 56 x 18 | 86,36х54,61 | 142 x 82 |
| Вес, мм | 45 | 40 | н/д | н/д |
| Диапазон рабочих температур | 0...45 °C | н/д | -40…+85 °C | н/д |
| Ориентировочная цена | $35 | $46 | $45 | $89 |
Raspberry Pi 3 Model B+. Семейство «малиновых» одноплатных компьютеров является своего рода мерилом для всех SBC. Очень часто на различных интернет площадках появляются опросы и рейтинги с названием «10 лучших альтернатив для Raspberry Pi». Это связано с огромной популярностью Raspberry Pi. Во многих сообществах новичку посоветуют начать знакомство с SBC именно с этих одноплатных компьютеров. При этом главными плюсами будут даже не аппаратные возможности, а наличие огромного числа примеров, множество форумов и сообществ разработчиков, а также невысокая стоимость.
Популярность Raspberry Pi объясняется еще и тем, что сама плата изначально создавалась в качестве обучающей платформы для программистов. Однако огромный интерес и многомиллионные продажи привели к дальнейшему развитию Raspberry Pi. В настоящий момент на рынке присутствуют следующие модификации Raspberry Pi: «A», «A+», «B», «B+», «2B», «Zero», «Zero W», «3B» и «3B+».
Модель Raspberry Pi 3 Model B+ стала одной из первых моделей семейства, получившей 64-битный четырехъядерный процессор Broadcom BCM2837B0 на базе ARM Cortex-A53 и рабочей частотой 1,4 ГГц (рисунок 1). Таким образом, для любителей ранних моделей Raspberry Pi переход на версию Raspberry Pi 3 Model B+ может в первую очередь обеспечить прирост производительности.
Рис. 1. Внешний вид одноплатного компьютера Raspberry Pi 3 Model B+
Среди достоинств Raspberry Pi 3 Model B+ нужно отметить богатый набор коммуникационных интерфейсов. Во-первых, на плате присутствует высокоскоростной порт Gigabit Ethernet. Во-вторых, для организации беспроводных соединений отличным решением станет использование встроенного Wi-Fi 802.11b/g/n/ac. В-третьих, для подключения мультимедийных и пользовательских устройств может использоваться Bluetooth BLE 4.2.
Среди недостатков Raspberry Pi 3 Model B+ следует отметить отсутствие встроенной памяти – для работы пользователю потребуется внешняя карта памяти MicroSD. Объем ОЗУ 1 Гбайт также является достаточно скромным по меркам современных SBC.
ODROID-C2. Очень часто в различных обзорах плата ODROID-C2 противопоставляется Raspberry Pi (рис. 2). Не сложно заметить, что оба одноплатных компьютера имеют чрезвычайно схожие характеристики и идентичные размеры.
Рис. 2. Внешний вид одноплатного компьютера ODROID-C2
В ODROID-C2 используется высокопроизводительный 64-битный четырехядерный процессор Amlogic S905 на базе ARM Cortex-A53 с рабочей частотой 1,5 ГГц. Кроме того, объем ОЗУ у ODROID-C2 больше, чем у Raspberry Pi, и составляет 2 Гб. На борту у ODROID-C2 также, как и у Raspberry Pi, нет встроенной Flash, однако возможно расширение памяти за счет MicroSD и eMMC.
Многие пользователи отмечают, что порт Gigabit Ethernet в составе ODROID-C2 работает лучше, чем у Raspberry Pi 3 Model B+. Однако у ODROID-C2 отсутствует поддержка Wi-Fi и Bluetooth.
Большим плюсом ODROID-C2 является наличие радиатора, отводящего тепло от процессора и ОЗУ.
BeagleBone Black Rev. C. Данная плата имеет схожие габаритные размеры 86,4х54,6 мм с рассмотренными выше SBC. В то же время «начинка» BeagleBone Black Rev. C кажется значительно скромнее. Это касается практически всех аспектов, начиная от одноядерного 32-битного процессора AM3358/9 от Texas Instruments и малого объема ОЗУ всего 512 МГц и заканчивая медленным портом 100 Мбит Ethernet.
Тем не менее, у BeagleBone есть свои плюсы, среди которых можно в первую очередь отметить наличие встроенной Flash-памяти 4 Гбайт и широкий диапазон рабочих температур -40…+85 °C. Для сравнения, нормальная работа Raspberry Pi 3 Model B+ гарантирована только при комнатной температуре 0…+45 °С. Таким образом, BeagleBone Black Rev. C может использоваться даже в составе промышленного оборудования.
Рис. 3. Внешний вид одноплатного компьютера BeagleBone Black Rev. C
A20-OLinuXino-MICRO-4GB – одноплатный компьютер от Olimex, построенный на базе 32-битного двухъядерного процессора AllWinner A20 (ядро ARM Cortex-A7) с рабочей частотой 1 ГГц (рис. 4).
Данный SBC не может похвастаться высокой производительностью или широкой поддержкой коммуникационных интерфейсов. Например, в нем отсутствует поддержка Wi-Fi и Bluetooth. Однако A20-OLinuXino-MICRO-4GB имеет несколько важных преимуществ. Во-первых, стоит отметить наличие 4 Гбайт встроенной памяти. Во-вторых, кроме стандартного HDMI модель имеет поддержку VGA. Более того, пользователь может напрямую подключать к SBC фирменные дисплеи от Olimex:
- A13-LCD43TS –3''-ЖК дисплей с разрешением 480 x 272 и сенсорным экраном;
- A13-LCD7 –7''-ЖК дисплей с разрешением 800 x 480 и опциональным сенсорным экраном;
- A13-LCD10 – 10''-ЖК дисплей с разрешением 1024 x 600 и опциональным сенсорным экраном.
В-третьих, A20-OLinuXino-MICRO-4GB имеет аудиовыход и микрофонный вход (оба 3,5мм jack).
В-четвертых, большим плюсом этой модели является поддержка SATA.
Рис. 4. Внешний вид одноплатного компьютера A20-OLinuXino-MICRO-4GB
Заключение
В заключение хотелось бы еще раз подчеркнуть, что, несмотря на значительные отличия, достоинства и недостатки рассмотренных одноплатных компьютеров, каждый из них может стать оптимальным выбором в каком-либо конкретном случае. При этом разработчик должен четко сформулировать, какие характеристики SBC будут наиболее важными: производительность, цена, наличие интерфейсов, простота освоения и т.д.
ссылка на оригинал здесь
