Komputery jednopłytkowe

Rosnącemu popytowi na komputery jednopłytkowe sprzyja głównie postępująca komputeryzacja i automatyzacja w przemyśle. Wykorzystują je aplikacje w transporcie, medycynie, reklamie, a nawet w rozrywce. Krótkie serie lub wyroby wykonywane na zamówienie (projekty), rosnąca bardzo szybko komplikacja zagadnień, jaką przynoszą technologie AI/ML, Big Data oraz komunikacja z chmurami i coraz droższa praca ludzka to od lat naturalne czynniki rozwojowe dla komputerowych systemów sterujących i kontrolnych. Małe komputerki bazujące na układach SoC z wydajnymi procesorami ARM oraz z wbudowaną komunikacją bezprzewodową są też bazą dla Internetu Rzeczy i Smart Cities. Wraz ze spadkiem cen, rozwojem technologii półprzewodnikowej takie komputery stają się także łatwo dostępne (tańsze).

Komputery jednopłytkowe to produkty, które są dostępne w minimum kilkudziesięciu wersjach, typach, różniących się wyposażeniem, możliwościami i ceną. Celem jest to, aby zaproponować klientowi produkt jak najlepiej dopasowany do jego potrzeb, bez konieczności przepłacania za niewykorzystywane interfejsy, złącza, pamięć, komunikację itd. Nowe technologie w zakresie procesorów, zaawansowanie technologii półprzewodnikowej oraz technik pakowania w ramach układu SoC przynoszą nie tylko mniejsze wymiary płytek z komputerami, ale także coraz mniejszy pobór mocy i większe zasoby. Efekty są imponujące, bo nieźle wyposażony komputer zajmuje dzisiaj na płytce tylko 20 cm².

Wydajny, niewielki i o małym poborze mocy

O ile kiedyś na rynku komputerów jednopłytkowych wyścig technologiczny odnosił się głównie do rosnącej wydajności, to obecnie zdecydowana większość komputerów ma ją na tyle dużą, że wystarcza ona do ogromnej większości aplikacji, a liczy się pobór mocy, wysoka skala integracji w ramach jednego SoCa, duża liczba dostępnych interfejsów oraz często także wydajna grafika, pozwalająca wyświetlać multimedia. Najlepszy z punktu widzenia rynku jest produkt o dużej mocy obliczeniowej, ale mały i energooszczędny, na dodatek niedrogi. Oczywiście wiele tych zależności jest w opozycji do innych, np. wydajność vs. pobór mocy, ale co do zasady producenci nieustanne starają się wypracować jakiś jeszcze lepszy kompromis. Efektem jest szybki postęp technologiczny oraz wiele interesujących produktów i nowości pojawiających się co roku w sprzedaży.

Najważniejsze dla klientów cechy ofert brane pod uwagę przy wyborze SBC #2

Komputer jednopłytkowy jest komponentem do budowy większego urządzenia lub systemu, stąd jego parametry, takie jak wydajność procesora, zasoby pamięci, dostępność komunikacji, interfejsy i podobne, mają znaczenie pierwszorzędne. One deflniują funkcjonalność i obszar aplikacyjny, dlatego w największym stopniu przyciągają uwagę projektantów. Kolejne dwa kryteria, to czas dostawy i długoterminowa dostępność produktu (longevity), czyli zobowiązanie producenta, że produkt będzie w ofercie przez kilkanaście lat. Niska cena jest dopiero na piątej pozycji na wykresie, co przekonuje, że obecnie ma ona drugorzędne znaczenie w selekcji produktu.

IoT i Przemysł 4.0

Przemysłowy Internet Rzeczy oraz Przemysł 4.0 to dwa ważne trendy, które zmieniają współczesną elektronikę i często rozwiązania tego typu opierają się na użyciu komputera jednopłytkowego: standardowego, SoM/CoM lub w postaci jakiejś popularnej platformy open source. Urządzenia tego typu wykorzystywane są w automatyce przemysłowej, sieciach komputerowych i telekomunikacyjnych, a także wszystkich aplikacjach "smart". Są bazą automatów sprzedaży, kiosków informacyjnych, stacji pomiarowych, rozrywki i reklamy. Są to przykłady takich rozwiązań, gdzie niezbędny jest jakiś komputer. Można dyskutować, czy w danym zastosowaniu wystarczy jeszcze mikrokontroler, czy już potrzebna jest większa wydajność, ale w praktyce decyzje są wielowymiarowym zagadnieniem. Coraz większa ilość zbieranych danych, przetwarzanie ich na krawędzi (wejściu) w oparciu o algorytmy AI/ML, większe wymagania co do wizualizacji, pracy w czasie rzeczywistym i podobne czynniki powodują, że trzeba sięgać po coś lepszego w zakresie funkcjonalności, czyli mikroprocesor. Komputer jednopłytkowy, duży lub mały SoM staje się w takich okolicznościach adekwatny.

Bezsprzecznie mamy dzisiaj bardzo dużo możliwości realizacji urządzeń i nie ma jednego uniwersalnego podejścia co do koncepcji. Ale ogólne trendy związane z IoT i Przemysłu 4.0, takie jak kontrolowanie dużej liczby czujników, praca w sieci, wysyłanie danych do chmury, możliwość rozbudowy przy małych seriach produkcyjnych sprzyjają sięganiu po SBC.

Ocena problemów z długim czasem dostaw #3

Niedostępność podzespołów, materiałów i gotowych produktów jest najważniejszym problemem w branży elektroniki, a jak widzimy na wykresie, w obszarze komputerów jednopłytkowych zjawisko to przesłania wszystkie inne. Nasze opracowanie obejmuje wiele grup produktów, w tym także usługi, wersje open source i akcesoria, stąd zapewne co piąta flrma nie ma z zaopatrzeniem problemów, ale nie zmienia to wymowy całości – komputery jednopłytkowe opierają się na poszukiwanych chipach, w tym popularnych mikroprocesorach z rdzeniem ARM i ma to silny wpływ na warunki działania.