articlewriting1

Máy tính bo mạch đơn – Wikipedia tiếng Việt

Sức Khỏe & Làm Đẹp

Máy tính bo mạch đơn (tiếng Anh: Single-board computerSBC) là một máy tính hoàn chỉnh được xây dựng trên một bảng mạch duy nhất, với bộ vi xử lý, RAM, các cổng I / O và các tính năng khác cần có của một máy tính chức năng. SBC thường được chế tạo làm hệ thống trình diễn hoặc phát triển cho giáo dục hoặc để dùng làm bộ điều khiển máy tính nhúng. Nhiều loại máy tính gia đình (all-in-one computer) hoặc máy tính xách tay (laptop) cũng được xem là SBC vì chúng tích hợp tất cả các chức năng trên một bảng mạch in duy nhất.

Không giống như các PC thông thường, SBC thường không dựa vào khe cắm mở rộng cho các chức năng ngoại vi hoặc mở rộng. SBC được chế tạo bằng cách sử dụng nhiều loại vi xử lý. Các thiết kế đơn giản thường sử dụng RAM tĩnh và bộ vi xử lý 8 hoặc 16-bit giá rẻ. Các loại khác phức tạp hơn, chẳng hạn như máy chủ phiến (blade server), có chức năng tương tự như máy chủ thông thường, chỉ là chúng được thiết kế tích hợp ở kích thước nhỏ gọn hơn.

Máy tính trên mô-đun (computer-on-moduleCOM) là một loại SBC được sản xuất để cắm thêm các bo mạch mang (carrier board), bo mạch nền (baseboard) hoặc bảng nối đa năng (backplane) để mở rộng hệ thống.[2] [3]

220px Early 1976 MMD1 Prototype most chips removed

Một trong 10 chiếc MMD-1 đầu tiên, nguyên mẫu được sản xuất bởi E&L Instruments vào năm 1976. “Dyna-micro” / “MMD-1” là một SBC thực sự đầu tiên trên thế giới. Chúng có tất cả các thành phần trên một bảng mạch in duy nhất, bao gồm bộ nhớ, I / O, thiết bị đầu vào của người dùng và màn hình. Không có gì ngoài bo mạch duy nhất, trừ nguồn điện cần thiết để chạy cả MMD-1 và phầm mềm của nó. Ban đầu chúng được gọi là “dyna-micro”, nhưng sau đã sớm được đổi tên thành “MMD-1”

Máy tính bo mạch đơn thực sự đầu tiên (theo tạp chí Radio-Electronics số tháng 5 năm 1976) được gọi là “dyna-micro”, dựa trên nền tảng vi xử lý Intel C 8080 A và EPROM đầu tiên của Intel, C1702A. Dyna-micro được E&L Instruments của Derby, Connecticut đặt lại thương hiệu vào năm 1976 với tên gọi “MMD-1” (Mini-Micro Designer 1) và nổi tiếng là chiếc máy tính siêu nhỏ trong họ vi xử lý 8080 “BugBook” rất phổ biến thời bấy giờ.

Máy tính bo mạch đơn cũng hình thành nền tảng phong cách thiết kế của rất nhiều máy tính mái ấm gia đình trong lịch sử vẻ vang khởi đầu của máy tính, như trong Acorn Electron và Đài truyền hình BBC Micro. Các SBC thế hệ tiên phong nổi bật khác như KIM-1 thường không có bộ vỏ bọc, chủ sở hữu phải bổ trợ thêm. Các mẫu thời kỳ đầu khác là Ferguson Big Board, Ampro Little Board, [ 4 ] và Nascom .

Khi thị trường PC trở nên thịnh hành hơn, ngày càng ít thiết kế SBC được sử dụng. Các thành phần chính của PC được lắp ráp trên bo mạch chủ, và các thành phần ngoại vi như bộ điều khiển ổ đĩa cứng và bộ xử lý đồ họa được đặt trên bo mạch con (daughterboard). Ngay cả các thiết kế giao tiếp I / O thế hệ sau cũng đã được tích hợp dưới dạng nhúng trên bo mạch chủ thay cho dạng card I / O rời như thế hệ đầu. Hầu hết các bo mạch chủ PC hiện nay đều cung cấp hỗ trợ trên bo mạch cho ổ đĩa bao gồm IDE, SATA, NVMe, RAID, GPU tích hợp, Ethernet và I / O truyền thống như cổng nối tiếp và cổng song song, USB và hỗ trợ bàn phím / chuột. Loại bo mạch cắm phổ biến hiện nay là card đồ họa hiệu suất cao (thực sự là bộ xử lý đồ họa), bộ điều khiển RAID cao cấp và card I / O chuyên dụng như bo mạch thu thập dữ liệu và DSP (Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số).

Các ứng dụng[sửa|sửa mã nguồn]

250px Densitron SBC all Một SBC đế cắm Socket 3 tương hỗ vi giải quyết và xử lý 486 với nguồn điện và màn hình hiển thị phẳngMáy tính bo mạch đơn được tạo ra bằng cách tăng tỷ lệ của những mạch tích hợp. Cấu hình bo mạch đơn làm giảm ngân sách tổng thể và toàn diện của mạng lưới hệ thống, bằng cách giảm số lượng bo mạch thiết yếu và vô hiệu những đầu nối và mạch tinh chỉnh và điều khiển bus ít dùng đến. Bằng cách đặt toàn bộ những module công dụng trên một bo mạch, hoàn toàn có thể ra được một mạng lưới hệ thống tổng thể và toàn diện nhỏ hơn, ví dụ điển hình như trong máy tính xách tay. Các đầu nối là nguồn gốc liên tục gây ra những yếu tố về độ đáng tin cậy, thế cho nên mạng lưới hệ thống bo mạch đơn sẽ vô hiệu những yếu tố này. [ 5 ]

Máy tính bo mạch đơn hiện nay thường được định nghĩa theo hai kiến trúc riêng biệt: không có khe cắm và hỗ trợ khe cắm.

Các SBC nhúng là những đơn vị chức năng phân phối toàn bộ những tiếp xúc I / O được gói gọn mà không tương hỗ thêm những card cắm thêm. Các ứng dụng thường là chơi game ( máy đánh bạc, video poker ), kiosk và thiết bị tự động hóa điều khiển và tinh chỉnh. Các SBC nhúng nhỏ hơn nhiều so với bo mạch chủ loại ATX phố biến trong PC và cung ứng những cổng I / O hướng tiềm năng nhiều hơn đến ứng dụng công nghiệp, ví dụ điển hình như I / O kỹ thuật số và tựa như trên bo mạch, bộ nhớ flash hoàn toàn có thể khởi động trên bo mạch ( vô hiệu ổ đĩa ), không có video, v.v.Thuật ngữ SBC lúc bấy giờ thường vận dụng cho kiến trúc trong đó máy tính bo mạch đơn được cắm vào bảng nối đa năng để phân phối cho card I / O. Trong trường hợp của PC104, bus không phải là bảng nối đa năng theo nghĩa truyền thống cuội nguồn mà là một loạt những đầu nối chân cắm được cho phép những card I / O hoàn toàn có thể được xếp chồng lên nhau .Máy tính bo mạch đơn được sử dụng thông dụng nhất trong những nhu yếu công nghiệp, nơi chúng được sử dụng ở dạng rackmount để tinh chỉnh và điều khiển quy trình hoặc được nhúng trong những thiết bị khác để cung ứng năng lực điều khiển và tinh chỉnh và giao diện. Chúng được sử dụng trong những thiết bị thám hiển biển sâu, như trên tàu thăm dò biển sâu ALICE, và ngoài khoảng trống, như trên tên lửa Ariane và Pegasus, những tàu con thoi. [ 6 ] Do mức độ tích hợp rất cao, số lượng thành phần và đầu nối giảm, những SBC thường nhỏ hơn, nhẹ hơn, tiết kiệm chi phí điện hơn và đáng an toàn và đáng tin cậy hơn so với những máy tính đa bo mạch tương tự. [ 7 ]Ưu điểm chính của bo mạch chủ ATX so với SBC là giá tiền. Bo mạch chủ được sản xuất bởi hàng triệu người cho thị trường tiêu dùng và văn phòng được cho phép quy mô kinh tế tài chính to lớn. Máy tính bo mạch đơn là một thị trường hẹp cho kỹ thuật, được sản xuất ít liên tục hơn và ngân sách cao hơn. Bo mạch chủ và SBC hiện phân phối những mức độ tích hợp tính năng tựa như nhau, nghĩa là bo mạch chủ bị lỗi ở một trong hai tiêu chuẩn sẽ nhu yếu sửa chữa thay thế tương tự .

Các loại, tiêu chuẩn[sửa|sửa mã nguồn]

Một dạng phổ biến của máy tính bo mạch đơn sử dụng các hệ máy tính hệ số (computer form factor) được tiêu chuẩn hóa nhằm mục đích sử dụng trong một vỏ bảng nối đa năng. Một số loại này là CompactPCI, PXI, VMEbus, VXI và PICMG. Các SBC được xây dựng xung quanh các cấu trúc xử lý nội bộ khác nhau bao gồm kiến trúc Intel, kiến trúc đa xử lý và các hệ thống xử lý công suất thấp hơn như RISC và SPARC. Trong thế giới PC Intel, các mạch trí tuệ nhân tạo, mạch điều khiển và giao diện, cùng được đặt trên một bảng cắm sau đó được đưa vào một bảng nối đa năng thụ động (hoặc chủ động). Kết quả cuối cùng tương tự như việc có một hệ thống được xây dựng bằng bo mạch chủ, ngoại trừ việc bảng nối đa năng xác định cấu hình khe cắm. Mặt sau có sẵn với sự kết hợp của nhiều khe cắm (ISA, PCI, PCI-X, PCI-Express, v.v.), thường có tổng số 20 hoặc ít hơn, có nghĩa là nó sẽ phù hợp với chuẩn rackmount 19″ (17″ wide chassis).

Một số máy tính bo mạch đơn có các đầu nối cho phép chồng bo mạch, mỗi bo mạch chứa phần cứng mở rộng, được lắp ráp mà không cần bảng nối đa năng truyền thống. Ví dụ về dạng SBC xếp chồng bao gồm PC / 104, PC / 104- Plus, PCI-104, EPIC và EBX; các hệ thống này thường có sẵn để sử dụng trong các hệ thống điều khiển nhúng.

Các SBC kiểu ngăn xếp thường có bộ nhớ được phân phối trên những card cắm như SIMM và DIMM. Bo mạch của ổ cứng không được tính để xác lập máy tính có phải là SBC hay không vì hai nguyên do, thứ nhất là vì ổ cứng HDD được coi là một khối tàng trữ đơn lẻ và thứ hai vì SBC hoàn toàn có thể không nhu yếu ổ cứng. Chúng hoàn toàn có thể được khởi động từ những liên kết mạng .