رایانه تک برد

رزبری پای (مدل ۲بی نشان داده شده است) یک رایانه تک‌برد کم هزینه است که اغلب برای آموزش علوم رایانه استفاده می‌شود.[۱]

رایانه تک بُرد (به انگلیسی: single-board computer) (اختصاری اس‌بی‌سی) یک رایانه کامل است که برروی یک برد مدارچاپی ساخته شده است، با ریزپردازنده(ها)، حافظه، ورودی/خروجی (I/O) و سایر ویژگی‌های مورد نیاز یک رایانه کاربردی. رایانه‌های تک‌بُرد معمولاً به عنوان سیستم‌های نمایشی یا توسعه‌یافته، برای سامانه‌های آموزشی یا برای استفاده به‌عنوان کنترل‌کننده‌های رایانه‌ای تعبیه‌شده ساخته می‌شوند. بسیاری از انواع رایانه‌های خانگی یا رایانه‌های قابل‌حمل همه عملکردهای خود را بر روی یک تک برد مدار چاپی یکپارچه می‌کنند.

برخلاف رایانه‌های شخصی رومیزی، کامپیوترهای تک‌برد اغلب به شکافهای توسعه برای عملکردهای جانبی یا توسعه تکیه نمی‌کنند. رایانه‌های تک‌برد با استفاده از طیف وسیعی از ریزپردازنده‌ها ساخته شده‌اند. طرح‌های ساده، مانند طرح‌هایی که توسط علاقه‌مندان به رایانه ساخته می‌شوند، اغلب از رَم ایستا و پردازنده‌های ارزان قیمت ۳۲ یا ۶۴ بیتی مانند آرم استفاده می‌کنند. انواع دیگر، مانند سرورهای تیغه‌ای، مشابه یک کامپیوتر سرور، فقط در قالب فشرده تر عمل می‌کنند.

کامپیوتر روی ماژول نوعی کامپیوتر تک‌بردی است که برای وصل شدن به یک برد حامل، بُردپایه (به انگلیسی: baseboard) یا صفحه‌پشتی برای گسترش سیستم ساخته شده است.[۲][۳]

اولین رایانه تک برد واقعی مبتنی بر اینتل ۸۰۸۰ بود که از اولین ئی‌پی‌رام اینتل، C1702A نیز استفاده می‌کرد. طرح‌واره‌های این ماشین، به نام «دینا میکرو» در مجله رادیو-الکترونیک در می ۱۹۷۶ منتشر شد. در اواخر همان سال، تولید این سیستم توسط ئی اند ال اینس‌ترومنتس، یک تولیدکننده رایانه مستقر در دربی، کنتیکت، آغاز شد که سیستم را با نام «مینی میکرو دیزاینر ۱» نامگذاری کرد و قصد داشت از آن به عنوان یک ریزکنترلگر برنامه‌پذریر برای نمونه‌سازی محصولات الکترونیکی استفاده کند.[۴][۵] ام‌ام‌دی-۱ به عنوان یک ریزرایانهٔ نمونه در سری دستورالعمل‌های محبوب ۸۰۸۰ در آن زمان معروف شد.[۶]

دهه ۲۰۱۰ با رشد سریع و پایدار رایانه‌های تک‌برد تعریف شد، که عمدتاً با پیشرفت در تکنیک‌های تولید مدار مجتمع امکان‌پذیر شد و برای اولین بار امکان گنجاندن اکثر یا تمام اجزای اصلی یک مادربرد روی یک تک دای مدار مجتمع را فراهم کرد. . یکی از شناخته‌شده‌ترین رایانه‌های تک‌بردی در این دهه، رزبری پای بود که بر اساس یک اس‌او‌سی سفارشی برودکام با درایورهای متن‌باز ساخته‌شد.

در پایان دهه ۲۰۱۰ و اوایل دهه ۲۰۲۰، بسیاری از دستگاه‌ها، از جمله گوشی‌های هوشمند، تبلت، لپ‌تاپ و سایر دستگاه‌های هوشمند، رایانه‌های تک‌بردی که از اس‌او‌سی پیشرفته استفاده می‌کنند، سرچشمه گرفتند. در حالی که این امر کارایی و بازدهی توان را به میزان زیادی افزایش داده است، اما نگرانی‌هایی را ایجاد کرده است که تعمیر رایانه‌های تک برد، به ویژه آنهایی که در اطراف اس‌او‌سی ساخته شده‌اند، سخت‌تر هستند و ممکن است نسبت به تلاش برای نظارت یا اصلاح دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی شده در بردها توسط سازندگان، کمتر دوست‌داشتنی باشند.[۷]

کاربردها

[ویرایش]
یک سوکت ۳ مبتنی‌بر 486 SBC با منبع تغذیه و صفحه‌تخت

رایانه‌های تک برد با افزایش چگالی مدارهای مجتمع امکان‌پذیر شد. پیکربندی تک‌برد با کاهش تعداد بردهای مدار مورد نیاز، و با حذف کانکتورها و مدارهای راه‌انداز گذرگاه که در غیر این صورت استفاده می‌شد، هزینه کلی سیستم را کاهش می‌دهد. با قراردادن همه عملکردها روی یک برد، می‌توان یک سیستم کلی کوچکتر را به دست آورد، مثلاً مانند رایانه‌های نوت‌بوک. اتصالات، منبع پرتکرار مشکلات قابلیت‌اطمینان هستند، بنابراین یک سیستم تک‌برد این مشکلات را از بین می‌برد.[۸]

رایانه‌های تک‌برد معمولاً در موقعیت‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که در قالب قفسه‌نصب‌شو برای کنترل فرایند یا تعبیه‌شده در دستگاه‌های دیگر برای ارائه کنترل و رابط استفاده می‌شوند. آنها در اکتشافات ژرف‌دریا در کاوشگرهای عمیق دریای آلیس و در فضای بیرونی، در موشک‌های آریان و پگاسوس و شاتل فضایی استفاده می‌شوند.[۹] به دلیل سطوح بسیار بالای یکپارچگی، کاهش تعداد اجزا و کاهش تعداد اتصالات، اس‌بی‌اس‌ها اغلب کوچکتر، سبک‌تر، کارآمدتر و قابل اعتمادتر از کامپیوترهای چندبُردی هم‌تراز هستند.[۱۰]

انواع، استانداردها

[ویرایش]

طیف وسیعی از رایانه‌های تک‌برد شامل، بیگل‌برد، رزبری پای و نانو پای است.[۱۱][۱۲][۱۳]

جستارهای وابسته

[ویرایش]

منابع

[ویرایش]
  1. ↑ "Foundation Strategy 2016–2018" (PDF). Raspberry Pi. Raspberry Pi Foundation. pp. 3–5. Archived from the original (PDF) on 9 June 2016. Retrieved 26 November 2016.
  2. ↑ "COM – Based SBCs: The Superior Architecture for Small Form Factor Embedded Systems" (PDF). Diamond Systems Corp. Archived from the original (PDF) on 29 December 2016. Retrieved 27 December 2016.
  3. ↑ "Implementing High Performance Embedded Computing Hardware" (PDF). Trenton Systems, Inc. September 1, 2016. pp. 13–15. Archived from the original (PDF) on 26 November 2016. Retrieved 26 November 2016.
  4. ↑ "E&L Instruments | OpenCorporates". opencorporates.com. Retrieved 2023-03-06.
  5. ↑ "Mini-Micro Designer 1 (MMD1)". www.decodesystems.com. Retrieved 2023-03-06.
  6. ↑ "Virginia Information". www.bugbookcomputermuseum.com. Retrieved 2023-03-06.
  7. ↑ "What You Should Know About Right to Repair". Wirecutter: Reviews for the Real World (به انگلیسی). 2021-07-15. Retrieved 2023-03-06.
  8. ↑ Winn Rosch, Hardware Bible Fifth Edition, Que, 1999 شابک ‎۰−۷۸۹۷−۱۷۴۳−۳ pp. 50-51
  9. ↑ "Single Board Computer Peripherals". Newmicros. Archived from the original on June 28, 2017. Retrieved July 7, 2017.
  10. ↑ "A UHF RFID Printed Circuit Board Solution". Magicstrap. January 2012. p. 4. Archived from the original on 26 November 2016. Retrieved 26 November 2016.
  11. ↑ updated, Brian Westover last (2021-05-27). "Raspberry Pi 4 Model B review". Tom's Guide (به انگلیسی). Retrieved 2023-04-29.
  12. ↑ Manager, Content (2023-01-29). "BeagleBone Black Review". ElectronicsHacks (به انگلیسی). Retrieved 2023-04-29.
  13. ↑ Alderson, Alex. "FriendlyELEC introduces new NanoPi R6C single-board computer for US$89". Notebookcheck (به انگلیسی). Retrieved 2023-04-29.
در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ رایانه تک برد موجود است.

الگو:Single-board computerالگو:Single-board computer