Zwischen wie vielen Herstellern von Einplatinencomputern kann man in den USA wählen? Ich schätze, dass es um die 120 sind. Ich habe eine Liste mit 80 Herstellern vorliegen, die aber definitiv nicht vollständig ist. Manchmal gewinne ich den Eindruck, dass es ebenso viele SBC-Formate gibt.
Nehmen wir einmal an, Sie benötigen eine kompakte, übersichtliche und energiesparende Verarbeitungsleistung und einen Anschluss an das Internet der Dinge. Es stehen viele Optionen zur Auswahl. Und viele Vorgehensweisen. Seit Kurzem gibt es allerdings besonders kompakte, kostengünstige energiesparende und sofort einsatzbereite SBCs mit allen wichtigen Designinstrumenten.
Hier ist zu beachten, dass viele verschiedene in großen Mengen erhältliche Karten und Referenzdesigns zur Auswahl stehen, die produziert werden müssen. Letzteres stellt meistens kein Problem dar. Nun müssen Sie darauf achten, dass das Produkt Ihre Anforderungen in puncto Temperaturbereich, Zuverlässigkeit und langfristige Verfügbarkeit erfüllt. Betrachten wir sieben Möglichkeiten, die mit (teilweise sogar erheblich) weniger als 250 $ zu Buche schlagen.
Die NXP OM13063 – eine ARM-mbed-kompatible Karte
Die OM13063 LPC4088 QuickStart von NPX ist ein benutzerfreundlicher Leiterplatten-Prototyp des Typs ARM Cortex-M4. Da sie mbed-fähig ist, lassen sich mit ihr auch die ARM-Plattformwerkzeuge in vollem Umfang nutzen. Sie verfügt über 8 MB an Quad-SPI-Flash mit einem CPU-Programm-Flash-Speicher von 512 KB, 32 MB SDRAM, 96 KB CPU-SRAM und 4 KB an CPU-EPROM. Die Platine verfügt über RTC-, 10/100 Ethernet (RJ45), USB-Host (A-Typ)- und Geräte (Micro B)-Schnittstellen, eine mbed HDG-Debugging-Schnittstelle, einen 61-poligen Display-Erweiterungsanschluss sowie einen 20-poligen XBee-kompatiblen Steckverbinder für die RF-Modul-Add-on- und CMSIS-DAP-Schnittstelle (Debugging-Schnittstellenfunktionen). Dieses Produkt wurde von Embedded Artists hergestellt und ist ISO9001-konform.
Abbildung 1: die OM13063 QuickStart von NXP. (Quelle: NXP Semiconductors)
Die neue AIOT-X1000 von AAEON Technology mit Intel-Prozessor
Die AIOT-X1000-Karte von AAEON ist IoT-optimiert und mit Intel Quark X1000-Prozessor-SoC sowie 1 GB 800-MHz-DDR3-DDR3, einem Mikro-SD-Steckplatz, vier USB 2.0- und zwei 10/100 Base-TX (RJ-45)-Ports ausgestattet. Diese Karte ist etwas größer als das 5,75 x 4 Zoll (14,6 x 10,16 cm)-Standardformat. Sie verfügt über 16 digitale E/As, acht analoge Eingänge mit 12-Bit-A/D-Wandler und zwei RS-232-Ports. Sie kann optional mit Wi-Fi-, Bluetooth-, ZigBee- oder 3G-E/As für mobile Geräte ausgestattet werden. Auf dieser Karte wird Wind River Linux mit McAfee zur Unterstützung des Pakets Moon Island oder von Yocto Linux eingesetzt. Sie verfügt über zwei Mini-Card-Erweiterungsanschlüsse. Optional mit Betriebstemperaturbereich zwischen -40° und 85°C. Ich habe keine Benchmarks für Quark SoCs gefunden, aber alle Versionen des Prozessors eignen sich für etwas mehr als 2 W.
Abbildung 2: Die AIOT-X1000-Karte ist auf Intel Quark X1000 ausgelegt. (Quelle: AAEON)
Supermicro A1SQN ist eine weitere Kartenoption mit Intel-Technologie.
Das A1SQN-fähige Gateway-Platine mit langem Lebenszyklus von Supermicro ist mit 2,2-W-Intel Quark SoC X1021 mit 512 MB an DDR3 ECC lauffähig und verfügt über zwei Mini-PCI-E-Steckplätze sowie einen ZigBee-Modulsockel. Die Platine im Formfaktor E100 (4,1 x 4,0 Zoll, 10,41 x 10,16 cm) verfügt über RS-232- und RS-485-Ports, zwei 10/100-Ethernet-Ports, 8-Kanal-12-Bit-A/D-Wandler und ein 8-MB-BIOS-EEPROM. Quark-Prozessoren haben einen einzelnen Pentium-Prozessorkern und dabei 512 KB an chipintegriertem SRAM für einen schnelleren Speicherzugriff, eine SIMD-Einheit, einen Einzelkanal-DDR3-Speichercontroller sowie PCIe 2.0-, Ethernet- und USB 2.0-Schnittstellen. Sämtliche Quark-Chips werden bei 400 MHz betrieben und verfügen über 16 KB an einheitlichem L1-Cache. Die Karte ist zwischen 0° und 60°C einsatzfähig.
Das System-on-Modul Variscite DART-MX6
Auf dem nur 20 x 50 mm großen System-on-Modul von Variscite befindet sich ein 800 MHz-Freescale i.MX6-Prozessor mit Quad- oder Dual-Cortex-A9-Prozessorkernen. Diese Karte bietet bis zu 1 GB an LPDDR2, bis zu 64 GB an eMMC-Speicher, 2-D/3-D-Grafikbeschleunigung, eine 24-Bit-LCD-Schnittstelle, zwei LVDS-Anzeigenschnittstellen, HDMI V1.4, MIPI DSI sowie parallele und serielle Kameraschnittstellen. Sie verfügt zudem über Gigabit Ethernet-, Dual-USB 2.0-, PCIe- und CAN Bus-Schnittstellen.
Die Platine verfügt über Dual-Band-Wi-Fi und Bluetooth LE mit optionalen MIMO- und A/V-Schnittstellen. Sie ist in einem Betriebstemperaturbereich zwischen 0° to 70° C oder umfassenden -40° to 85° C einsetzbar und wird mit einer 3,3- bis 4,5-V-Spannung mit 220 mA im Ruhezustand bis zu max. 650 mA ohne GbE-Betrieb (mit GbE um ~410 mA höher) versorgt. Die Platine unterstützt Linux BSP, Windows Embedded Compact 7 und Android OS.
Abbildung 3: DART-MX6 mit Freescale-Prozessor (Quelle: Variscite)
Die BeagleBone Black von Texas Instruments ist eine Überlegung wert
Die Entwicklungsplatine BeagleBone Black für 53 $ ist mit einem AM3358 Cortex-A8-Prozessor ausgestattet und kann Linux in weniger als 10 Sekunden hochfahren. Die 3,4 x 2,1 Zoll (8,64 x 5,33 cm) große Platine bietet 512 MB DDR3, 4 GB eMMC-Flash mit vorinstallierter Linux-Distribution, einen 3D-Grafikbeschleuniger, einen NEON-Fließkommabeschleuniger, einen HDMI-Port, zwei USB-Ports und einen 10/100-Ethernetport. Die Karte verfügt über einen microSD-Port und erfordert eine 5-V-1-A-Spannungsversorgung.
Abbildung 4: Die BeagleBone Black mit GHz AM335x-Prozessor (Quelle: Texas Instruments)
Betrieb der Intel Galileo Gen 2 mit einer Quark SoC
Die als Arduino-Open-Source-Entwicklungsplatine zertifizierte Intel Galileo Gen 2 basiert auf Quark SoC X1000. Die Karte kostet ca. 70 $. Sie ist mit der Arduino-IDE auf Mac OS, Windows oder Linux programmierbar. Galileo Gen 2 im Linux-Betrieb.
Abbildung 5: Die Intel Galileo Gen 2 ist eine Arduino-Open-Source-Entwicklungsplatine. (Quelle: Intel)
Die 4,87 x 2,87 Zoll (12,27 x 7,29 cm) große Karte verfügt über ein Mini-PCIe-Steckplatz mit PoE-Support, einen micro-SD-Steckplackplatz, einen 6-poligen UART-Header, USB 2.0-Host und -Client, 20 digitale E/As, sechs analoge Eingänge und sechs PWMs mit 12-Bit-Auflösung. Sie kann mit 7 bis 18 V Spannung versorgt werden.
Das Raspberry Pi 2 Model ist sehr verlockend
Für die sehr beliebte Karte Raspberry Pi 2 sprechen viele gute Gründe. Zunächst kostet sie lediglich 35 $. Und die neue Pi 2 verfügt über eine 900-MHz-Quad-Core-Cortex-A7-CPU von Broadcom (BCM2836) sowie 1 GB an LPDDR2-RAM und einen 10/100-Ethernet-Port. Vier USB 2.0-Ports sind ebenfalls integriert.
Abbildung 6: Die neue Raspberry Pi 2 Model B. (Quelle: The PiHut)
Mit HDMI-Video-Port und Dual-Core-VideoCore IV-Multimedia-Coprozessor inklusive Open GL ES 2.0-Unterstützung, hardwarebeschleunigtem OpenVG und einer umfassenden 1080p30 H.264-Dekodierung. Sie verfügt über eine serielle Anzeigenschnittstelle. Die 3,35 x 2,20 x 0,67 Zoll (8,51 x 5,59 x 1,7 cm) wird über eine 5-V- und 2-A-Verbindung zum Micro-USB-Sockel gespeist. Der 40-polige Erweiterungs-Header ist mit 27 GPIO-Leitungen ausgestattet. Die Karte wird von einer Micro SD-Karte gestartet und ist mit sämtlichen ARM GNU/Linux-Distributionen kompatibel, darunter Snappy Ubuntu Core, aber auch Microsoft Windows 10.
Ich habe soeben sieben wichtige Vertreter der womöglich mehreren Hundert verfügbaren SBC-Platinen beschrieben. Standardisierung ist in unserer Branche zwar in aller Munde, aber offenbar nicht umsetzbar. Dadurch ergibt sich für Sie eine große Auswahl. Wichtig ist dabei, sich die langfristige Verfügbarkeit schriftlich versichern zu lassen, und das möglichst von einem Unternehmen, das dafür auch einstehen kann.