单板计算机(Single-Board Computer, SBC)凭借其高度集成、功能完备的特点,已成为嵌入式开发中连接硬件与软件的桥梁。从教育原型设计到工业自动化,再到人工智能边缘计算,SBC通过低成本、高灵活性的优势,推动了物联网和智能设备的快速发展。
核心价值
单板计算机将处理器、内存、存储、I/O接口等核心组件集成于一块电路板,支持运行完整的操作系统(如Linux、Android),其核心优势包括:
开发便捷性:无需复杂硬件设计,可直接基于现成硬件进行软件开发。
生态丰富性:支持Python、C/C++等通用编程语言,兼容大量开源库和框架。
场景多样性:从低功耗传感器节点到高性能边缘计算均可覆盖。
常见单板计算机
香橙派系列(OrangePi),国产品牌
硬件配置:瑞芯微RK3588(8核ARM)、8K视频编解码能力。
特点:国产高性能方案,支持鸿蒙OS、麒麟OS适配。
优势:性价比高,本地化技术支持完善。
局限:国际社区资源较少,部分芯片供货不稳定。
典型场景:智能安防摄像头、国产化工业终端。
树莓派系列(RaspberryPi)
Raspberry Pi是一款由英国树莓派基金会开发的低成本、高性能的单板计算机。它基于ARM架构,运行Linux操作系统,提供了丰富的硬件接口和软件支持。Raspberry Pi的尺寸小巧,但功能强大,能够满足各种开发需求,包括物联网设备、媒体中心、机器人开发等。
高性能:采用了高性能的处理器和内存配置,提供了出色的处理能力,能够满足各种复杂应用的需求。
丰富的接口:提供了多种硬件接口,如USB接口、以太网接口、HDMI接口、GPIO接口等。这些接口使得Raspberry Pi能够与其他设备和传感器进行连接和通信,实现各种功能。
低成本:价格相对较低,使得更多的人能够负担得起并参与到开发中来。
开源和社区支持:基于开源的Linux操作系统,拥有庞大的社区支持和丰富的开源资源。社区中有大量的开源项目和教程可供参考,使得开发者能够更快地学习和掌握Raspberry Pi的开发技巧。
NVIDIA Jetson系列
硬件配置:Tegra SoC(如Jetson Nano含128核GPU)、支持CUDA加速。
特点:专为AI和边缘计算优化,内置TensorRT推理引擎。
优势:强大的并行计算能力,适合实时视觉处理。
局限:价格较高,功耗较大(部分型号需主动散热)。
典型场景:自动驾驶感知系统、工业质检机器人。
未来趋势
AI与边缘计算融合:SBC将集成更多NPU单元(如华为Atlas 200 DK)。
模块化设计:核心板+底板分离(如NVIDIA Jetson载板设计),便于定制。
RISC-V架构崛起:国产SBC逐步采用RISC-V处理器(如平头哥曳影1520)。
实时性增强:通过协处理器实现硬实时响应。