嵌入式开发板有哪些不同的分类?佩特科技可定制嵌入式开发板
嵌入式开发板是专门为大型系统中的特定任务或任务而设计的计算机硬件。在 IoT(物联网)领域,这些板卡充当所有 IoT 设备的大脑,从相对简单的智能门铃到先进的制造机器人。
嵌入式开发板有多种形式,每种形式都针对特定应用和复杂程度进行定制。第一种类型是在简单的定时系统上运行的蜱计划板。这种类型的主板没有操作系统或太多的计算能力。它只是通过以特定的时间间隔执行设置的代码来执行单个任务。Arduino提供了几种此类类型的板。由于它不需要大量电池电量或大型处理器,因此这种板是最小的,并且可能在某些工业应用中用于非安全关键的重复任务时有用。
接下来,是微控制器 (MCU) 板。就功能而言,这些板比滴答计划板有了一个进步,但它们仍然非常简单。它们通常运行实时操作系统 (RTOS),而不是Windows或Linux等完整操作系统。RTOS最适合一次仅运行一项任务,但与简单的滴答调度程序不同,它还可以在任务之间切换。因此,一块MCU板可能有多个用途,但一般来说它仍会用于重复性任务。它可能会传输视频、通过传感器收集温度数据等,但它通常不会成为智能手表等通用物联网设备的一部分。
MCU最重要的方面可能是RTOS的“实时”因素。由于设备一次只专注于一项任务,因此它可以将所有计算能力投入到该任务上。您可能已经注意到,对于台式计算机,在网络浏览器中打开的选项卡越多或运行的应用程序越多,计算机的运行速度就越慢。
即使您只运行一个应用程序,也有许多后台功能(例如病毒扫描和更新)持续运行。即使是最快的台式计算机,从您按下电源按钮打开计算机的那一刻起,也必须应对同时运行的多个任务。这就是为什么它们有时需要几秒钟才能启动并且应用程序需要一段时间才能加载
相比之下,RTOS可以在不到一秒的时间内启动。它可以快速传输数据,而不会干扰其他任务。MCU板的两个常见示例是Arduino Uno(因其用户友好的界面而受到广泛欢迎)和Espressif的ESP32系列。ESP32 MCU板功能相对强大,通常具有许多不同的连接选项,包括低功耗蓝牙(BLE)和Wi-Fi。
第三种选择包括单板计算机(SBC)。与MCU不同,SBC具有微处理器(MPU),使它们的功能与典型计算机非常相似。它们可以运行成熟的操作系统,例如Linux。Raspberry Pi是SBC类别中最著名的选择之一,因其经济实惠和多功能性而深受爱好者的欢迎。BeagleBone Black是另一种具有相对较高处理能力的选择。
用于IoT的SBC的问题在于它们比MCU板需要更多的功率。它们的物理尺寸更大,并且具有比典型物联网设备所需的更多处理能力。智能手表可能是一个例外,其中一些需要支持各种应用程序,例如健身追踪器、时钟、音乐播放器等。但SBC对于智能手表来说通常太大。因此,SBC很少用于功能齐全的物联网产品,尽管它们可用于测试某些应用程序或某些需要高级数据处理的原型或高性能应用程序。
最后,嵌入式开发板的一个鲜为人知的选择是现场可编程门阵列 (FPGA) 板。这些板不是使用Python或其他通用编码语言进行编程,而是主要通过更改硬件本身进行编程。硬件可以根据需要重新编程,因此是“现场可编程”部分。
FPGA速度快且非常适合原型设计,而且还可以同时运行多个外部电子元件和传感器。这使得它们特别适合需要高速、并行处理(即多任务处理)或定制数字电路设计的任务。在众多的FPGA板中,Xilinx Spartan系列脱颖而出,为初学者提供了一些可访问性,为专业人士提供了深度。
基于FPGA的嵌入式开发板的问题在于编程逻辑复杂,对于开发人员来说,从Python等标准编程语言转移到涉及更改硬件逻辑的编程环境是一项相当大的调整。
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