Rådgivare
Texten nedan är maskinöversatt från tysk originaltext.
Värt att veta om enkortsdator & single board computer
Was är en Single Board dator (SBC)?
Användning av enkortsdatorer
Hur är en enkorts-dator uppbyggd?
Was är skillnaden mot ett mikrokontroller board som till exempel Arduino?
Vårt praktiska tips: Håller driftstemperaturen
Vad bör beaktas vid köp av enkortsdatorer?
Was single board dator
Som Single Board dator, förkortat SBC kallas man processorboards som redan innehåller alla komponenter som krävs för drift. Det är åtminstone den egentliga mikroprocessorn och den tillhörande chipsatsen, RAM-minnet, cache och en kortplats för datamediet med operativsystemet .
Andra perifera komponenter, som till exempel grafik, kommunikationsgränssnitt, ljud-in- och utgångar, är ofta också integrerade eller kan alternativt kompletteras med motsvarande tilläggsmodul, som sätts in i de därtill avsedda uttagen. Ett alternativt eller det tyska namnet för en SBC är en enkorstdator. Det mest kända är den kreditkortsstora Raspberry Pi som har utvecklats av den brittiska Raspberry Pi Foundation.
Enkortsdator är prisvärt i köpet. Med sin multifunktionalitet är de en prisvärd och mycket flexibel allt-i-ett-lösning för många applikationer. En stor fördel är det vanliga grafiska användargränssnittet som man är van vid från hemdatorn. Genom att kostnadsfria Linux-distributioner finns tillgängliga uppstår inga ytterligare kostnader för det nödvändiga operativsystemet eller uppdateringarna. Vid behov kan eventuella programjusteringar, funktionstillägg och bogfixering göras utan större ansträngning.
Våra experter förklarar allt viktigt för programmeringen och maskinvaran hos Single Board datorn:
Användning av datorer med enkel kretskort
En dator med en dator ger i princip samma stora möjligheter som en vanlig dator (”persondator”), men kan genom sin lilla konstruktion även användas för mobila och platsbegränsade tillämpningar. Intressant är dessutom den relativt låga strömförbrukningen och den praktiskt taget alltid fläktlösa designen, vilket ger en tyst och lättskött drift.
SBCS har nu fått en mycket bred användning. Inom industrin används de för mät-, styrnings- och regleringsändamål, och inom konsumentelektroniken sitter de i hushållsapparater, bilar och konsumentelektronik. Dessutom används Single Board datorer inom medicinteknik, för spelautomater, som Home-server och Thin Clients.
I privata områden tillåter enkortsdatorer i princip en nästan gränslös användbarhet. Från självkonfigurerbara mediacenter till retro-spelkonsoler är praktiskt taget inga begränsningar för den kunniga användaren.
Hur är en enkorts-dator uppbyggd?
De flesta vanliga SBCS har ungefär storleken på ett kreditkort eller är ännu mindre. Dock kan särskilt kraftfulla single board datorer vara större, ett vanligt format är här till exempel 100 x 75 mm.
I regel är Single Board datorn redan färdigutrustad med alla komponenter och gränssnitt som finns på en dator. Till dessa hör processor, taktgivare, grafikprocessor samt grafikutmatning, ljud, Ethernet eller WLAN, USB, SD-kortplats och dessutom ett GPIO-gränssnitt on board.
Ett eget hus, som en vanlig dator, äger vanligtvis inte en enkortsdator, eftersom kortet ändå oftast integreras i ett befintligt system och därtill har motsvarande fästhål på moderkortet. Delvis finns dock passande höljen med nödvändiga öppningar för kontakterna på moderkortet som tillbehör. Dessutom finns ingen egen nätenhet för anslutning till växelspänningsnätet, enkortsdatorer får den nödvändiga försörjningsspänningen (oftast 5 eller 12 V likspänning) antingen via en micro-USB-Power-anslutning eller försörjas via kontakter eller skruv- eller insticksklämmor från en extern nätenhet.
Övervakningskopplingar som Watchdogs och upptäckt av strömavbrott är vanliga på enkortsdatorer. Vid programvarufel och spänningsavbrott förhindrar de att Single Board-datorn permanent startar i ett obestämt drifttillstånd genom att de vid bortfall av ett cykliskt förväntat ”OK”-meddelande eller efter ett strömavbrott startar en omstart. Detta är också en mycket användbar egenskap när SBCS antingen används på ett svårtillgängligt sätt eller är geografiskt avlägset. I det senare fallet möjliggör automatisk omstart alltid en tillförlitlig tillgänglighet via fjärrunderhåll; eventuellt tids- och kostnadskrävande serviceinsatser - i slutändan bara för en enkel återställning - kan därmed utelämnas.
Was är skillnaden mot ett mikrokontroller board som till exempel Arduino?
Mikrokontrollerkort består av ett kretskort som tillhandahåller den egentliga mikrokontrollern (MCU) och har programmerings- och perifera gränssnitt. Vanligtvis programmeras mikrokontroller för ett specifikt, enskilt användningsområde. Single Board datorn däremot kan hantera oftast speciellt anpassade operativsystem som Linux, Windows och andra, och möjliggör därmed även komplexa multitasking-program, liknande som vanliga datorer för hem och kontorsbruk.
Vårt praktiska tips: Håller driftstemperaturen
Genom sin relativt låga effektförbrukning producerar Single Board datorn mindre spillvärme än hos en konventionell dator med ett moderkort i standardstorlek. En aktiv kylning med fläkt(ar) är därför oftast inte nödvändig. Det är dock viktigt att se till att den tillåtna drifttemperaturen enligt databladet inte överskrids för att undvika felfunktioner eller skador på modulen. Vid hantering av modulen måste dessutom de tillämpliga ESD-föreskrifterna följas, eftersom det oskyddade, öppna kretskortet är känsligt för statiska urladdningar vid beröring.
Vad bör man tänka på när man köper datorer med ett kretskort?
Precis som för vanliga datorer bör man vid köp av enkortsdatorer ta hänsyn till tillräcklig kapacitet och arbetsminne (RAM) på kretskortet. Det är inte skadligt att planera in en reserv för senare eventuella nödvändiga utökningar av funktioner, eftersom detta kan förhindra betungande byten av hårdvara på moderkortet. De flesta enkortsdatorer stöder Linux-distributioner; vissa Linux har redan förinstallerat i fabriken. Om ett annat operativsystem ska användas ska lämpligheten för detta kontrolleras i förväg.
De vanligaste displaygränssnitten är HDMI, LVDS (PDI) och MIPI-DSI . Om en kamera ska anslutas måste det också finnas en motsvarande anslutning på kortet. En titt lönar sig dessutom för den Bluetooth-funktion som eventuellt behövs. På området finns det idag olika versioner, was särskilt viktig för ljudändamål.
För utvecklings- och utvärderingsändamål finns speciella utvecklingskit tillgängliga, även kallade startpaket eller prototyping-kort. Vissa tillverkare erbjuder dessa redan innan seriekorten börjar komma, för att ge utvecklare mer tid för mjukvaruutveckling och -testning.