Minikomputery jednopłytkowe mają bardzo szeroki zakres zastosowań – większość z nich może zarówno pełnić funkcję komputera do pracy biurowej, jak i przeglądania internetu (tak jak ma to miejsce w przypadku klasycznych PC-tów), a także jako sterowniki w aplikacjach wbudowanych. Większość minikomputerów SBC wykorzystuje do funkcjonowania bardzo podobny zestaw elementów, jak w zwykłych komputerach, tj. procesor, pamięć operacyjna, pamięć masowa, system wejść/wyjść umożliwiający komunikację z urządzeniami peryferyjnymi oraz inne układy niezbędne do realizacji ściśle określonych czynności. Z minikomputerów korzystają zarówno hobbyści, studenci kierunków technicznych, jak i ścisłych, a także zawodowi konstruktorzy systemów embedded o solidnym zapleczu wiedzy praktycznej i teoretycznej z zakresu elektroniki i informatyki. W tym artykule przedstawiono jakie najważniejsze czynniki należy wziąć pod uwagę przy wyborze minikomputera w zależności od naszych wymagań.

Minikomputery – zasilanie

Każde urządzenie elektryczne bądź elektroniczne, aby mogło funkcjonować, potrzebuje dostarczenia napięcia zasilającego. Nie inaczej jest z minikomputerami jednopłytkowymi, a źródło zasilania odgrywa w nich istotną rolę nie tylko z tego powodu, że zwyczajnie jest elementem potrzebnym. Istotnym parametrem jest także pobór prądu, na podstawie którego możemy obliczyć faktyczne zapotrzebowanie minikomputera na energię. Zwykle minikomputery wykorzystywane są tam, gdzie standardowe komputery klasy PC z racji swoich zbyt dużych gabarytów nie mogą zostać użyte, a dodatkowo takie rozwiązanie często jest nieopłacalne, również z powodu większego poboru mocy. Z tego względu, parametry określające wydajność źródła zasilania są kluczowe i należy je dopasować pod rodzaj aplikacji, w której nasz minikomputer będzie używany. Wzmożone obciążenie procesora to nie jedyny czynnik, który należy brać pod uwagę przy doborze źródła zasilania. W takich przypadkach warto również dokupić układ aktywnego chłodzenia (jeśli nie ma go na wyposażeniu standardowym), który także wymaga dostarczenia napięcia ze źródła zasilania. 

Minikomputery – procesor

Sercem każdego minikomputera bądź platformy embedded jest procesor lub mikrokontroler – układ scalony, który wykonuje wszystkie niezbędne operacje matematyczne oraz realizuje zestaw instrukcji zawartych w kodzie źródłowym programu wgranego do pamięci FLASH, niezbędne do obsługi portów wejścia/wyjścia, przez które procesor bądź mikrokontroler komunikuje się z urządzeniami zewnętrznymi. Do najważniejszych parametrów procesora, które trzeba wziąć pod uwagę, zalicza się architekturę układu (w większości procesorów wykorzystywanych w minikomputerach dostępnych na rynku, spotykana jest architektura ARM), liczbę rdzeni oraz częstotliwość zegara taktującego, co istotnie przekłada się na moc obliczeniową minikomputera. Ponadto, pod względem funkcjonalnym, warto zwrócić uwagę na zestaw wyprowadzeń układu oraz obsługę protokołów komunikacyjnych, takich jak SPI, I2C, czy UART. W ten sposób będzie można określić, czy minikomputer, którego zakup rozważamy, będzie mógł współpracować z osprzętem zewnętrznym, który chcemy do niego podłączyć. Bardzo często, procesory wykorzystywane w minikomputerach jednopłytkowych, wykonuje się w technologii SoC (ang. System-on-Chip), co oznacza, że poza głównym układem jednostki arytmetyczno-logicznej i koprocesora FPU odpowiadającego za wykonywanie operacji zmiennoprzecinowych, w jednej obudowie umieszczone są także układy pamięci, interfejsów komunikacyjnych, regulator napięcia pomocniczego, procesor graficzny i inne niezbędne komponenty. W ten sposób uzyskuje się oszczędność miejsca na płytce PCB oraz zoptymalizowane warunki pracy procesora.

Minikomputery – obsługa grafiki

Rozwój technologii w zakresie minikomputerów doprowadził do tego, że uzyskują one coraz większą moc obliczeniową, umożliwiając w ten sposób realizację coraz bardziej wymagających zadań, takich jak np. obsługa monitorów i wyświetlaczy graficznych. Dzięki temu znalazły one zastosowanie jako urządzenia do takich celów jak odtwarzanie filmów czy też gry wideo. Jednak obecność gniazda HDMI oraz procesora GPU to nie wszystko. Dobry minikomputer musi wspierać obsługę standardu OpenGL, w tym OpenGL ES dla systemów wbudowanych. Najprostszy test wydajności osprzętu odpowiedzialnego za obsługę grafiki polega na pomiarze prędkości automatycznego rysowania okręgów na płaszczyźnie dwuwymiarowej w programach do prostej obróbki plików graficznych. 

Minikomputery – układy pamięci

Minikomputer musi mieć na wyposażeniu standardowym pamięć masową – wbudowaną w płytkę PCB (głównie pamięć eMMC) lub osprzęt umożliwiający podłączenie zewnętrznej pamięci masowej – najczęściej w postaci gniazda na kartę micro SD. W pamięci masowej nie tylko przechowywane są pliki użytkownika (takie jak np. dokumenty tekstowe, arkusze kalkulacyjne, pliki wideo i dźwiękowe), ale także pliki systemu operacyjnego. Im większa pojemność pamięci masowej, tym więcej plików możemy przechowywać i z nich korzystać. Również nie bez znaczenia jest pamięć RAM, która jest pamięcią ulotną. Jej zadaniem jest tymczasowe przechowywanie niezbędnej części danych z pamięci masowej na potrzeby aplikacji funkcjonujących w czasie rzeczywistym i stanowi ona bufor między pamięcią masową a procesorem. Z pamięci RAM, procesor pobiera wszystkie dane potrzebne do wykonania konkretnych operacji obliczeniowych. Im większa pojemność pamięci RAM, tym bardziej wymagające aplikacje może obsłużyć minikomputer. 

Jak oceniasz ten wpis blogowy?

Kliknij gwiazdkę, aby go ocenić!

Średnia ocena: 5 / 5. Liczba głosów: 1

Jak dotąd brak głosów! Bądź pierwszą osobą, która oceni ten wpis.

Zobacz również