如同時鐘上緊了發條一樣地規律,每年都會看到新一代的單板電腦(SBC)上市以及我們最喜歡的開發板推出最新版本,製造商、工程師和IT專業人員們也都爭相利用這些新產品及其所帶來的新功能打造最新設計專案。

就像導入任何新的開發技術一樣,對於哪些開發板最好以及為什麼其他產品沒有納入選擇,在使用者之間引發了各種良性討論。這最終將會歸結於「排序邏輯」(sorting logic),意即它們可以分別透過價格點、性能、外形、用戶社群等多種方式來排序。

應用也會影響到排序,因為任務導向的單板電腦範圍廣泛,必須處理從工業自動化到無人機(UAV)控制器等所有操作。因此,這個前十大(Top 10)單板電腦排行榜關注於業餘愛好者、製造商和工程師可用於打造無論計劃多寡的主流產品,而且無論他們是開發社群的新手還是30年的IT老兵。因此,讓我們趕快來看看目前市場上(2018年秋)排名前10大的主流單板電腦吧!

1. Raspberry Pi 3 Model B+

樹莓派(Raspberry Pi)自2012年推出至今已六年了,每一年,樹莓派基金會(Raspberry Pi Foundation)都會推出新系列產品。在2018年,該公司最新版Raspberry Pi 3 Model B+主要根據其前一代產品改進而來,並增加了一些值得注意的新功能,其中包括64位元的4核心Arm Cortex-A53 SoC (@1.4GHz),並配備金屬散熱片,以因應較Pi 3增加的200MHz。

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Raspberry Pi 3 Model B+(售價35美元)
(來源:Raspberry Pi)

該開發板還支援雙頻802.11ac無線區域網路(WLAN)和藍牙(Bluetooth) 4.2、Gigabyte Ethernet乙太網路(透過USB 2.0)與PoE (使用單獨的PoE HAT)。Pi 3 Model B+並配備用於擴展的40-pin GPIO接頭、全尺寸HDMI埠、4個USB 2.0埠、CSI相機埠、DSI顯示埠,以及立體聲和複合視訊埠。

2. UDOO Bolt

Top 10排行榜上的第二款單板電腦十分特別,因為它在基於Arm的硬體上採用AMD Ryzen V1000系列SoC。Ryzen Zen架構結合了多核心Zen處理器和Vega GPU,使其得以驅動高階的虛擬境(VR)和人工智慧(AI)應用。UDOO並因應大多數專案需求,利用APU並設計了一對開發板。

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UDOO
(來源:UDOO)

中階BOLT V3採用AMD Ryzen雙核心(4執行緒) V1202B APU (附帶Vega 3 GPU),而BOLT V8則採用AMD Ryzen四核心(8執行緒) V1605B APU (附帶Vega 8 GPU)。這就是兩款開發板之間的主要差異,此外,每塊板子都提供了相同硬體,包括SSD卡插槽、SATA 3.0連接器、1對HDMI埠以及2個顯示埠(透過USB Type-C)。

這兩款型號還配備2個DIMM插槽,最多可容納32GB DDR4 RAM,搭配32GB板載快閃記憶體,且相容於Arduino-Leonardo,最多可支援23個I/O (7個PWM、1個UART、1個I2C、1個SPI和12個類比埠)。這些開發板確實有一些缺點——沒有無線功能(不過你可以自行添加Wi-Fi、Bluetooth或其他售後市場模組),而且UDOO只能透過Kickstarter取得。

3. TinkerForge Red Brick

ThinkForge的Red Brick是另一款激動人心的開發板,其功能類似Arduino,而且還可增加擴展板進一步提升功能;只不過Red Brick的擴展板並不採用‘shield’一詞,而是「磚塊」——‘bricks’和‘bricklet’。Red Brick可作為基礎控制器,並配備Allwinner A10 Cortex-A8 SoC (Mali400 GPU、512Mb的DDR3 SDRAM、micro-SD用於flash),以及USB 2.0 (主機埠)、micro HDMI、mini-USB、堆疊連接器以及GPIO FC連接器。

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TinkerForge Red Brick
(來源:TinkerForge)

Red Brick可控制其他‘bricks’(或附加模組),帶來無數的功能,包括添加感測器、伺服和步進控制器。這些都可以輕鬆地堆疊在Red Brick平台,而無需建置不同的軟體即可執行。‘bricklet’則更進一步擴展bricks上的功能,包括I/O選項、增強的感測器功能、NFC/RFID/線功能等。

Red Brick平台的另一個重點是您可以根據開發專案使用任何想要的程式語言,包括C、C++、Python、Java、Pearl、PHP等。

4. Versalogic Zebra

Zebra系列單板電腦是基於Arm i.MX6的低功耗裝置,專為低功耗應用而設計;不僅堅固耐用且通過認證能抵抗高溫,符合軍規MIL-STD-202G的抗機械衝擊與振動。

Zebr開發板的大小為95 x 95 x 20 mm,專為相容於COM-Express面積而設計,這意味著理論上,它們都能與具有相同尺寸和接腳的其他開發板交換。Zebr開發板有兩種版本,單核心VL-EPC-2701-EAK-005和雙核心VL-EPC-2701-EBK-01,二者都用於執行像Yocto以及大多數Arm作業系統(OS)的Linux OS。

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Versalogic Zebra(起價168美元)
(來源:Versalogic)

就功能而言,這些開發板配備了512Mb或1Gb的DDR3L SDRAM (取決於型號而異,並可擴展至4Gb)、eMMC插槽、Micro-SD卡插槽、Gigabyte Ethernet埠、HDMI 1.4埠和音訊I/O,此外還包含2個USB 2.0埠(主機)、2個CAN埠、2個序列和8個GPIO (I2C、SPI、CAN)。

5. Wandboard WandPi 8M

WAND-PI-8M開發板在設計時加進了媒體應用考量。該設計基於4核心Arm Cortex-A53處理器——支援4K UltraHD解析度和HDR視訊,據稱是最高等級的專業音訊傳真度。該開發板以恩智浦(NXP) i.MX8M SoC為基礎,並根據其尺寸、硬體與佈局而採用了Raspberry Pi的外形尺寸。

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Wandboard WandPi 8M(售價99-129美元)
(來源:Wandboard)

該開發板包括3種版本,分別提供不同的RAM和flash容量(1-4Gb RAM、4-16Gb eMMC),但都具有與NXP i.MX8M ARMv8 SoC相同的基本硬體,包括Vivante GC700Lite GPU、HDMI埠、Gigabyte Ethernet、USB 3.0與3.0 Type C埠,以及40-pin GPIO。此外,還可根據型號的不同提供802.11ac Wi-Fi和Bluetooth 4.2。目前,這3種版本都尚未發佈,但最近的報導指稱預計在今年年底之前推出。

6. Boundary Devices Nitrogen8M

另一款使用NXP i.MX 8系列SoC的單板電腦來自Boundary Devices的Nitrogen8M,這是一款可根據需求客製化的理想開發板。

除了NXP i.MX 8M Cortex-A53 + Cortex-M4F (高達4Gb LPDDR4 RAM和128Gb eMMC),該開發板還配備3個USB 3.0埠、802.11ac Wi-Fi、Bluetooth 4.1、HDMI和MINI-DSI。

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Boundary Devices Nitrogen8M(售價170~190美元)
(來源:Boundary Devices)

此外,還有1對4通道MIPI-CSI相機輸入、10-/100-/1-Gb Ethernet埠、PCIe插槽、3個I2C、SPI以及,USB 3.0 OTG,讓這款單板電腦的支援功能更完整。Boundary Devices的單板電腦之所以不同之處在於可以將NXP i.MX 8M Quad SoC換成雙核心或QuadLite版本,甚至還可以減少板上不需要使用到的元件。

7. Libre Computer的Renegade

Libre Computer稱其Renegade Elite Mini Computer為一款「功能強大的迷你電腦,幾乎可在任何應用中使用。」

Renegade單板電腦的設計目標是在性能方面超越Raspberry Pi 3 Model B + (且在大多數基準測試表現確實如此),而僅使用幾美元的成本(取決於Renegade型號不同,價格分別為35美元 vs. 40美元到80美元不等)。

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Libre Computer Renegade(售價40~80美元)
(來源:Libre Computer)

Renegade包括2種型號,唯一的不同在於提供的DDR4 RAM容量大小(1Gb或4Gb)。其餘的SBC硬體則都是相同的,包括2個Arm Cortex-A72 + 4個Cortex-A53 Rockchip RK3399 SoC (以及Mali-T860 GPU)。此外,還配備了HDMI 2.0、支援DisplayPort/PD的USB 3.0 Type C和3個USB 2.0埠。

Renegade還配備了1款PCI-E 60-pin擴展板、支援PoE的Gigabyte Ethernet、60-pin加速接頭、UART接頭、IR接收器、eMMC 5.x介面、128Mb SPI NOR以及Micro-SD插槽用於擴展。

8. iWave Systems的iW-RainboW-G23S

iWave Systems的iW-RainboW-G23S是2018年第一款搭載瑞薩(Renesas) RZ/G1C SoC的單板電腦;瑞薩RZ/G1C SoC採用單核心或雙核心1GHz Cortex-A7和PowerVR SGX531 GPU設計。該開發板專為快速原型而設計,並採用了Raspberry Pi的尺寸(85 x 56 mm)和相容於Pi的40-pin GPIO接頭。

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iW-RainboW-G23S(售價138美元)
(來源:iWave Systems)

在功能上,iW-RainboW-G23S配備大量硬體,包括512Mb~2Gb的DDR3 RAM、8Gb eMMC和2Gb的SPI快閃記憶體,支援Micro-SD插槽擴展。它還具有Gigabyte Ethernet埠、HDMI埠、CVBS視訊輸入(以及可選輸出)和多個I/O,包括2個USB 2.0主機埠、Micro-USB OTG埠以及JTAG和SPI。

針對擴展選項,iW-RainboW-G23S提供第2個40-pin (非RPi)的連接器、3三個UART (2兩個帶CTS和RTS)、CAN、I2C、PWM、LVDS、平行相機和2個I2S音訊。此外,還有1個20-pin的介面,可用於除錯UART、UART/I2C和PWM。

9. 源創通訊Banana Pi BPI-W2

深圳源創通訊(SINOVOIP CO)在今年初推出了Banana Pi BPI-W2 SBC,專為網路、媒體和儲存應用而設計。它配備了瑞昱半導體(Realtek) RTD1296 4核心處理器以及2GB DDR4 SDRAM,兩個Gigabit Ethernet埠、2個SATA介面、M.2插槽、USB 3.0/2.0埠,以及HDMI 2.0a輸出和輸入。

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Banana Pi BPI-W2(售價93美元)
(來源:Banana-Pi.org)

該開發板還包含1個40-pin Raspberry Pi GPIO接頭、3-pin UART接頭、電源/重設/ LSADC鍵、RTC電池連接器、IR接收器和風扇接頭。音訊連接可透過mini DP、HDMI和3.5mm插孔實現,使其成為發燒友的多功能板。SinoViop在設計該開發板時考慮了多媒體網路路由器應用,例如家庭娛樂、家庭自動化和遊戲應用等。

10. Marcel Thurmer’s Blueberry Pi

德國學生Marcel Thurmer打造的Blueberry Pi可能是今年的排行榜中最特別的單板電腦。因為你買不到——只能自行打造出來。

Marcel在尋找可在TQF封裝中處理Linux的SoC時,發現了Allwinner V3,並以其為基礎設計了一款開發板——Blueberry Pi於焉誕生。

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Blueberry Pi——免費(零件/建構成本)
(來源:Marcel Thurmer、Hackaday.io)

除了Allwinner V3s (採用ARM Cortex-A7),該開發板還支援100mbps乙太網路埠、mini USB主機埠/USB主機埠、MIPI SCI介面、OV2640/OV7670接頭、Wi-Fi/Bluetooth,以及RGB介面。它還配備了3.5mm音訊插孔、麥克風、SPI flash、4個按鈕、SD卡插槽以及1個相容Raspberry-Pi的40-pin接頭。

Marcel並在其GitHub頁面上傳了自行打造Blueberry Pi所需的所有原理圖和文件,提供給有興趣自行製作的人參考。

也許這Top 10並不是當今市場上功能最強大、最具成本效益或功能最豐富的單板電腦,但他們都提供了廣泛的功能,針對特定應用而設計或作為適用於多種專案的通用平台。功能涵蓋更全面的優質開發板,不僅可作為入門SBC社群的學習平台,也適用於打造機器人和自動化系統。除此之外,這些單板電腦都是為了讓開發人員開心地打造各種有趣的專案而設計——這也正是單板電腦最重要的功能。

編譯:Susan Hong

(參考原文:10 Best Single-Board Computers for 2018,by Cabe Atwell)