Exploiter les Ordinateurs Monocarte : Guide Rapide pour Conquérir le Marché Social

Sur les Ordinateurs Monocarte, si vous n'avez jamais vu une vague dans votre vie d'ingénieur, prenez le temps d'observer comment les ordinateurs monocarte prennent le contrôle de nos marchés sociétaux. Ils sont devenus très tendance de nos jours. Si vous n'interagissez pas avec eux dans la dernière automobile que vous achetez, vous les rencontrerez intégrés dans une machine à laver, un système de sécurité, ou même à l'hôpital. Nous ne pouvons pas les éviter ; nous devrons les adopter.

En tant que fabricants de PCB, nous ne pouvons plus nous permettre de nous éloigner des ordinateurs monocarte ; il est temps de les adopter. Cette édition visait à explorer ce domaine intéressant et croissant des SBC (Single Board Computers) et comment ils pourraient aider vos projets ou votre vie quotidienne. Parce que chez WellPCB, nous avons atteint la maturité dans l'assemblage PCB, nous sommes prêts à tendre une branche d'olivier en vous offrant à la fois des conseils et une source fiable pour faire un devis. Restez avec nous ; cela ne prendra pas longtemps, je le promets.

Un Ordinateur Monocarte en un Coup d'Œil

1.1 : Qu'est-ce qu'un Ordinateur Monocarte (SBC) ?

Un Ordinateur Monocarte est un ordinateur entièrement fonctionnel (signifiant qu'il a des entrées et sorties, une mémoire, et un processeur) construit sur un seul PCB (Circuit Imprimé). Contrairement aux ordinateurs de bureau et aux PC ordinaires, les SBC s'appuient sur des architectures simples qui ne laissent pas de place aux fonctions périphériques étendues via des slots d'extension. L'architecture de processeur ARM (Advanced RISC Machine) avec des vitesses de traitement plus faibles et une consommation d'énergie significativement basse alimente la plupart des SBC. De nouveau, certains SBC modernes sont conformes à l'architecture de processeur x86-Intel, comme nous l'explorerons dans les chapitres suivants.

1.2 : Quelles Sont Leurs Utilisations ?

Comme indiqué précédemment, les SBC peuvent être utilisés pour effectuer toute tâche qu'un ordinateur ordinaire peut exécuter. À leur création (vers mai 1976), les SBC ont été initialement développés pour aider l'apprentissage. Mais avec les améliorations technologiques, ils ont évolué pour exécuter diverses applications comme les ordinateurs ordinaires. Les systèmes intelligents comme ceux qui font fonctionner les voitures intelligentes, les systèmes de sécurité innovants, et les appareils automatisés, parmi plusieurs autres telles applications, reposent sur les SBC. En plus, ils restent précieux pour l'apprentissage, le prototypage et l'expérimentation parmi les apprenants et les passionnés.

1.3 : Pourquoi Sont-Ils Préférables Aux Ordinateurs Ordinaires ?

Il est crucial de noter que les SBC ont généralement des capacités inférieures à leurs homologues PC. Cependant, ils ont continué à augmenter leur demande sur le marché et leur capacité de traitement au fil des ans. En raison de leurs usages variés, on peut prédire que les SBC pourraient dépasser la popularité des PC à l'avenir. Maintenant, diverses raisons rendent les Ordinateurs Monocarte plus préférables aux PC traditionnels. Certaines raisons notables incluent :

Ils sont portables. En tête de liste de leur particularité par rapport aux PC se trouve leur taille minuscule. Le Raspberry Pi, l'un des SBC les plus populaires au monde, est assez petit pour tenir dans la paume d'une main. Grâce à leur petite taille, ils sont portables et peuvent être programmés puis intégrés sur divers systèmes automatisés/intelligents.

Ils sont bon marché : La plupart des SBC sont très abordables à acquérir. Comparés aux ordinateurs conventionnels, les Ordinateurs Monocarte sont significativement plus abordables à développer que les PC. Habituellement, avec une réduction du prix d'achat, il y a toujours une tendance pour la demande d'un tel produit à grimper. De même, les inventions sur l'utilisation de tels produits augmentent. Les SBC sont maintenant facilement disponibles et utilisés par divers ingénieurs électriciens et passionnés pour le prototypage. Actuellement, vous pourriez même commander des cartes SBC personnalisées chez nous à un prix incroyable.

Ils consomment moins d'énergie que les PC. En évaluant les SBC par rapport aux ordinateurs conventionnels sur la consommation d'énergie, vous trouverez sans doute une réduction très significative de la consommation d'énergie. Un SBC moyen consomme seulement huit watts d'énergie au lieu de 400 watts consommés par les ordinateurs traditionnels fonctionnant en mode « économie d'énergie ». Sous cet angle, les SBC sont préférables aux ordinateurs conventionnels. Possiblement, cette caractéristique de faible consommation d'énergie les rend adorables pour les intégrer dans d'autres systèmes informatisés.

1.4 : La Vague SBC Balaye Déjà les PC

Si les chiffres ne mentent pas, alors le meilleur moment pour avoir adopté les SBC était en 2013 ; et le second meilleur moment pour les adopter est maintenant. Les deux graphiques ci-dessus montrent un contraste entre la façon dont les gens achetaient des PC vis-à-vis de la réalisation de projets DIY (Faites-le Vous-Même) utilisant des SBC sur la même période. Alors que la demande du marché pour les PC décline régulièrement, le besoin de SBC pour réaliser des expériences grimpe quotidiennement.

Une simple analyse de la tendance sur les habitudes d'achat des gens dépeint que les SBC ne sont pas seulement la vague du futur ; les SBC sont la vague actuelle qui deviendra une tornade dans le futur. Nous ne pouvons pas nous permettre d'être balayés ; il est temps d'adopter la vague et de nager avec. Malheureusement, la plupart des ingénieurs ne le voient toujours pas venir.

Peut-être la raison principale pour laquelle les SBC sont en hausse et vont continuer à monter est que les SBC permettent aux gens la liberté de programmer des ordinateurs. Les gens obsédés par le DIY souhaitent inventer et programmer leurs ordinateurs pour mieux leur convenir dans leurs environnements spécifiques. Les SBC atteignent cet objectif de liberté en étant moins chers, portables et programmables. Les SBC ont aussi une consommation d'énergie plus faible.

Dans les chapitres suivants, nous examinerons en détail les différents processeurs et architectures des Ordinateurs Monocarte et une comparaison des meilleurs SBC disponibles actuellement.

Architectures de Processeurs des Ordinateurs Monocarte

ARM, Intel et l'Architecture Power de Freescale sont les trois principaux designs de processeurs qui alimentent les Ordinateurs Monocarte. Comme je l'avais suggéré avant, la plupart des SBC fonctionnent sur des processeurs ARM. Une quantité significative du reste est alimentée par Intel et quelques-unes par l'Architecture Power. Commençons par examiner l'architecture de processeur ARM.

2.1 : L'Architecture de Processeur ARM pour les Ordinateurs Monocarte

En substance, l'ARM est une architecture CPU qui fait partie de la famille des RISC (Reduced Instruction Set Computers) développée par Advanced RISC Machines (ARM). Acorn Computers a développé le design dans les années 1980.

ARM produit des processeurs 32 bits et 64 bits comme Intel. Cependant, les processeurs ARM sont conçus pour fonctionner à des vitesses plus élevées en traitant des Millions d'Instructions Par Seconde (MIPS). Les processeurs obtiennent un meilleur traitement en se débarrassant d'instructions supplémentaires et en optimisant les chemins de traitement, obtenant ainsi de meilleures performances à une consommation d'énergie plus faible.

Les processeurs ARM ont tendance à avoir un débit inférieur aux principaux processeurs X86 Intel ; cependant, ils ont plus d'applications que les processeurs X86 en raison de leur capacité à utiliser la consommation d'énergie.

Sur le marché actuel, l'architecture de processeur ARM est l'architecture la plus populairement utilisée pour les Ordinateurs Monocarte en raison de leur consommation d'énergie plus faible. Ces processeurs sont célèbres pour les systèmes d'exploitation open source comme Linux et Android. Ils fonctionnent sur plusieurs produits de défense, aérospatiaux et électroniques grand public, tels que smartphones, lecteurs multimédias et appareils portables de fitness, parmi d'autres dispositifs utilisant des SBC.

La plupart des principaux SBC du marché comme le Raspberry Pi, Banana Pi, Orange Pi, BeagleBoard, parmi plusieurs autres, utilisent ces processeurs.

2.2 Ordinateur Monocarte – Processeurs Intel

Intel domine la fabrication de processeurs pour ordinateurs personnels. Ces dernières années, le géant technologique a progressé dans la fabrication de processeurs à haute vitesse pour SBC.

Les processeurs Intel Core de quatrième génération et X86 ont enregistré un débit plus élevé dans le traitement graphique et les instructions du processeur que les processeurs ARM. Contrairement aux SBC ARM qui contiennent de nombreux processeurs simples partageant la charge de travail (connu sous le nom de « scaling out »), les SBC Intel sont conçus pour contenir quelques processeurs à haute capacité (parfois appelés « scaling-up ») qui peuvent gérer des tâches complexes avec aisance.

En raison de leur traitement à haute capacité, les processeurs Intel sont utilisés dans des domaines exigeant une haute précision et des vitesses de traitement plus rapides comme les marchés de l'automatisation, la médecine, la défense, le transport et l'aérospatial (comme dans les véhicules sans équipage).

Malgré leur débit élevé et leur capacité de traitement, les processeurs Intel restent impopulaires sur le marché des SBC en raison de leur prix élevé et de leur consommation d'énergie plus élevée comparée aux processeurs ARM. Cependant, la plupart des processeurs Intel ont un inconvénient de surchauffe. Ainsi, pour les projets nécessitant une certification pour une utilisation dans des environnements chauds, il est conseillé de considérer la conception d'un système de refroidissement ou même d'utiliser une alternative de processeur différente d'Intel.

Certains des principaux Petits Ordinateurs alimentés par Intel incluent ceux produits par Intel comme les générations Intel Galileo et ceux de la société UDOO comme UDOO Dual Basic, UDOO Quad et UDOO X86 avancé.

2.3 : Architecture Power de Freescale

La société Freescale produit les processeurs Architecture Power. Ils suivent l'architecture de processeur RISC comme les processeurs ARM. Ils fonctionnent comme des processeurs X86 ordinaires. Leur conception vise à minimiser l'étranglement (throttling).

Alors que les processeurs Intel font face au défi de la surchauffe due à l'étranglement dans les charges de travail importantes, les processeurs Architecture Power naviguent aisément dans le traitement sans consommer trop d'énergie ou surchauffer. Cependant, ces processeurs sont rarement utilisés parmi les SBC. Actuellement, les processeurs Power fonctionnent sur des SBC comme le MIPS Creator C120 Small Board Computer.

2.4 : Ordinateur Monocarte – Conclusion du Chapitre

Jusqu'à présent, nous avons fait un aperçu pour comprendre les Petits Ordinateurs, leurs usages et leur pertinence dans l'avenir des ordinateurs. Nous avons aussi pris le temps d'étudier les trois principales architectures des SBC basées sur leurs processeurs. Dans le prochain chapitre, nous commencerons à comparer des SBC spécifiques ou des marques de SBC pour déterminer celui qui est susceptible de performer mieux que les autres en termes de vitesse, débit et coût d'achat.

Classification des Meilleurs Ordinateurs Monocarte

Si vous vouliez exécuter un projet IoT, quelle carte choisiriez-vous parmi les milliers en vente maintenant ?

Honnêtement, en raison du grand nombre de fabricants et concepteurs de SBC, vous pourriez parfois trouver difficile de choisir une carte dans la longue liste des cartes. Chaque fabricant semble présenter des designs ou fonctionnalités supérieurs. Dans de tels cas, vous pourriez avoir besoin d'investir plus en informations avant de pouvoir passer une commande, c'est-à-dire faire plus attention plutôt que dépenser plus d'argent. Et c'est pourquoi nous avons investi du temps pour analyser divers SBC et vous aider à choisir le meilleur parmi les meilleures marques de Petits Ordinateurs sur nos marchés. Nous sauterons toutes les autres explications et plongerons directement dans notre liste des meilleurs SBC.

3.1 : Top 3 des Petits Ordinateurs de Tous les Temps

Rang 1 : Raspberry Pi 3 Modèle B+

Raspberry Pi est le « grand garçon » incontesté dans l'industrie des Petits Ordinateurs. La société est réputée pour sortir des cartes hautement fiables avec un soutien communautaire indéfectible pour leurs sorties de cartes. Sa dernière sortie : Le Raspberry Pi 3 Modèle B+, améliore le célèbre Modèle 3B. Il se vante des caractéristiques suivantes :

Caractéristiques

• Processeur : 2,4 GHz (et une option séparée pour 5 GHz pour le réseau), quad-core ARM supportant OS 64 bits.

• USB : 4x USB 2.0

• Réseau : Ethernet Gigabit (via USB avec vitesse max 300 Mbps), Bluetooth 4.2/BLE

• Autres ports : Port d'affichage DSI et port caméra CSI.

Points Forts

• Excellent soutien communautaire : Raspberry bénéficie d'une grande communauté en ligne qui répond toujours à vos défis. Comme il est plus populaire et utilise des programmes open source, il y a rarement un défi que vous rencontrerez avec Raspberry qui n'a jamais été expérimenté par d'autres développeurs. La plupart des problèmes que vous rencontrerez pourraient être résolus par une simple recherche en ligne.

• Il a des capacités de traitement plus rapides.

• Peu coûteux à l'acquisition.

• Il a une vitesse Ethernet rapide.

Points Faibles

• Mauvaise connectivité Bluetooth : Même s'il est nouveau sur le marché, la carte a déjà fait face à des rapports de connectivité Bluetooth peu fiable.

Mon Avis sur le Raspberry Pi 3 Modèle B+

Raspberry était et reste le roi des Ordinateurs Monocarte. Son dernier modèle est abordable et devrait être utile dans diverses expériences. Cependant, en jugeant d'après les caractéristiques et forces du modèle, le Modèle B+ est recommandé pour les projets nécessitant une connectivité Internet rapide, comme les projets impliquant GSM ou surveillance/contrôle à distance.

Rang 2 : Udoo X86 Ultra SBC

Ce petit « garçon » crache à la fois de la classe et une puissance inimaginable. Udoo est l'un des rares SBC alimentés par des processeurs Intel. Son prix d'achat est bien plus élevé que même les PC, et sa vitesse de traitement est assez rapide pour surpasser la plupart des PC également. Honnêtement, il pourrait être difficile de résumer toutes ses fonctionnalités, mais voici quelques-unes des plus notables :

• Processeur : Intel Pentium N3710 2,56 GHz Quad-Core

• RAM : 8 Go

• ROM : emplacement pour carte SD intégré supportant jusqu'à 32 Go

• USB : 3 x USB 3.0

• Pilote graphique : Intel HD Graphics 405

• Alimentation : 12V, 3A.

Points Forts

• Excellentes capacités de traitement : avec un processeur Intel 2,56 GHz et 8 Go de RAM, Udoo se classe haut comme champion de sa vitesse de traitement. Le SBC peut exécuter des applications logicielles courantes comme un PC standard sans rencontrer d'obstacles de traitement.

• Il offre d'excellentes capacités graphiques et multimédias

• Il est compatible avec Arduino : Udoo est cohérent avec la bonne vieille carte microcontrôleur Arduino pour les expérimentations IoT. Cette capacité le rend idéal car elle ne nécessite pas de transition pour l'utiliser dans des projets ou expériences.

• Il a une capacité de stockage plus grande qu'un SBC ordinaire.

• Udoo a un bon soutien communautaire pour soutenir ses produits.

Points Faibles

• Il est cher : ce SBC est plus cher que beaucoup d'autres SBC. Ainsi, vous pourriez ne pas vouloir l'acheter pour vos expérimentations.

• Il consomme plus d'énergie qu'un SBC ordinaire. Même si sa consommation d'énergie est inférieure à celle d'un PC, il est notable qu'il consomme encore plus d'électricité que la plupart des SBC. Ainsi, il est indigne d'utilisation dans des projets nécessitant peu d'électricité pour fonctionner.

Mon Avis sur Udoo X86 SBC

Udoo est encore une communauté en croissance. Ce SBC est enregistré pour avoir intégré 8 Go de RAM et un processeur Intel 2,56 GHz sur un SBC. En raison de ses caractéristiques superbes et de son prix d'achat élevé, je le recommanderais aux utilisateurs industriels plutôt qu'aux passionnés et apprenants.

Rang 3 : Qualcomm Dragon Board

Qualcomm Dragon n'est pas un SBC très populaire. Il est compact, prend en charge diverses plateformes, et est plus puissant que les alternatives SBC ordinaires. De nouveau, il a de bonnes fonctionnalités à ajouter à votre menu de développement de projets. Il a les caractéristiques suivantes :

Caractéristiques :

• Processeur : Quad-core ARM avec vitesses jusqu'à 1,2 GHz (et 2,4 GHz pour le réseau). Supporte les alternatives OS 32 bits et 64 bits

• RAM : 1 Go

• USB : 2 x USB 2.0 ou un Micro USB

• Réseau : Wi-Fi embarqué 802.11

• Autres ports : Port d'affichage HDMI.

Qualcomm Dragon a des points forts sur :

• Vitesse de traitement rapide

• Compatible avec plus d'applications logicielles et systèmes d'exploitation incluant Linux, Windows et Macintosh

• Il a une connectivité réseau rapide.

Il a un point faible sur :

• Un coût d'achat élevé : Même s'il a des caractéristiques qui ressemblent au Raspberry Pi 3 modèle B, il a un coût d'acquisition significativement plus élevé que Raspberry.

• Il n'est pas très populaire. Comme il n'est pas populaire sur le marché, il manque une communauté de soutien pour le soutenir. Ainsi, il n'est pas idéal pour les apprenants.

Mon Avis sur Qualcomm Dragon Board

Qualcomm est une excellente carte pour les projets nécessitant des SBC. Elle est idéale pour les industriels car elle est stable et supporte d'autres applications informatiques ordinaires.

3.2 : Les Ordinateurs Monocarte les Moins Chers

Quand vous avez un budget serré mais que vous voudriez toujours mettre la main sur un SBC, il y a quelques options SBC bon marché que vous devriez considérer. En voici quelques-unes :

Pine A64 SBC : l'un des SBC les plus rares et les plus puissants que j'ai (personnellement) vus sur le marché qui coûte environ 15 $. Son design ressemble beaucoup au populaire Arduino Uno.

Si vous cherchez à faire tourner un projet IoT avec des taux impressionnants, mais à un coût inférieur, vous devriez considérer Le Pine A64. Il supporte jusqu'à 2 Go de RAM et fonctionne sur un processeur ARM Cortex A53 Quad-core à 1,2 GHz qui peut supporter des applications 64 bits. Il a d'excellentes vitesses réseau d'environ 1000 Mbps. Le seul os avec Pine A64 est son support en ligne distant si vous développez des problèmes avec la carte.

Raspberry Pi Zero : Le Raspberry Pi Zero coûte environ cinq dollars. Il a 512 Mo de RAM et une vitesse de processeur de 1 GHz single-core. Il a 40 broches GPIO. Le Pi Zero est idéal pour les apprenants, passionnés et même ingénieurs lors de la réalisation d'expériences simples. Le Pi Zero est recommandé pour sa disponibilité facile et son soutien communautaire massif.

Nano Pi NEO : Nano Pi NEO est extrêmement petit en taille et a des fonctionnalités limitées. Il a 256/512 Mo de RAM et une vitesse de processeur de 1 GHz. Il supporte Ethernet, Micro-SD et VGA. Nano coûte environ sept dollars et garde environ 40 broches GPIO. Cependant, il a une capacité de traitement significativement lente et un soutien communautaire mineur pour le soutenir.

3.3 Ordinateur Monocarte – Le Plus Puissant Ordinateur Monocarte

Quand vous en avez marre de jouer avec les cartes Arduino et les microcontrôleurs Raspberry Pi, et que vous voudriez aller dans le monde de l'illimité, vous devrez chercher des options plus puissantes, plus rapides et (souvent) plus chères. Un tel Petit Ordinateur que je connais est le Kit Intel NUC (Intel NUC NUC7i3BNH). Même dans un environnement professionnel, cet appareil est assez puissant pour rivaliser avec certains serveurs informatiques (j'assume qu'il est plus puissant qu'un ordinateur ordinaire). Voici comment il performe :

Le Kit Ordinateur Monocarte Intel NUC NUC7i3BNH

Caractéristiques :

• Processeur : il fonctionne sur le processeur de 7^e génération d'Intel (Intel Core i3-7100U).

• RAM : Il a deux sockets DDR4 SO-DIMM (support jusqu'à 32 Go à 2,133 GHz)

• USB : il a 4 x 3.0 USB et 2 x 2.0 USB.

• GPU : Il utilise Intel HD Graphics 620.

• Il a à la fois des ports SATA et HDMI

Jusqu'à présent, le kit NUC est la seule carte qui a osé offrir une vitesse de lecture Micro-SD allant jusqu'à 3 Go par seconde et un processeur de septième génération sur un seul panneau. Cependant, il est limité car c'est un kit, et il est ouvert aux ajustements de pièces fournisseurs qui peuvent soit incrémenter sa performance, soit la diminuer.

C'est un SBC impopulaire pour la plupart des ingénieurs en raison de son coût d'achat élevé. Néanmoins, si vous êtes intéressé par des applications réelles nécessitant des vitesses élevées et plus d'espace de stockage, vous pourriez offrir une chance à l'Intel NUC NUC7i3BNH.

Conclusion

Les ordinateurs monocarte sont devenus à la fois accessibles et précieux avec le temps. Comme nous l'avons déjà exploré, il y a plusieurs instances où vous pourriez incorporer des SBC dans vos projets. Nous avons aussi étudié certains des meilleurs Ordinateurs Monocarte que le marché actuel offre.

Maintenant, peut-être après l'avoir parcouru, vous pourriez avoir quelques questions qui pourraient nécessiter des réponses ; s'il vous plaît, n'hésitez pas à nous contacter via notre site web officiel WellPCB. Si vous voulez que nous vous fournissions un nouveau tirage PCB pour Ordinateur Monocarte, s'il vous plaît, n'hésitez pas à nous contacter pour faire un devis en ligne à un prix incroyable.