針對不同應用需求 選擇不同構型單板電腦發展智能嵌入式應用
- DIGITIMES企劃
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發展智能嵌入式應用之前，選擇開發平台是個關鍵的問題，除需考量相關產品後導入市場或應用後的二次開發或升級功能延展性外，也必須考量硬體規格、產品構型與應用場合等關鍵問題，而選擇不同構型規格的單板電腦，對日後維護延續開發就顯得相當重要…
目前電子電路科技日趨成熟，要將一部電腦微縮尺寸有很多作法，開發者可以選用處理器、記憶體、儲存裝置與關鍵I/O都大幅整合的SoC，但SoC化的設計方案不但在元件整合的成本高昂，若相關開發應用的元件用量達不到經濟規模，基本上是根本不用加以考量，反而是以單板電腦(Single Board Computers；SBC)概念使用大量常規或是工業規格元件整合，並利用不同構型尺寸設計，較能符合一般嵌入式應用開發場合。
單板電腦成本低、穩定度高
即便是SoC化的嵌入式整合運算元件，目前也成為一股嵌入式應用潮流，但實際上以高度積體電路等級整合的嵌入式應用環境，除較適合導入高度功耗要求的嵌入式應用外，這類高度整合的SoC礙於積體電路整合的物理限制，運算處理效能並無法因應高效運算的嵌入式應用開發用途，反而是運用電子電路(如多層電路板、小型化元件)概念微縮設計的單板型電腦，在微縮產品體積與維持常規運算平台效能均能獲得成本與效益的平衡，也是目前大量工業電腦、自動化整合應用相當常見的智能嵌入式系統開發平台硬體選用方案。
而單板電腦發展迄今，其實有相當多的規格可以遵循，讀者可以參考本文提供的表格，目前若不計入特殊客製化尺寸的單板型電腦，一般常見的單板電腦構型與種類有Pico-ITX、RISC CPU模組、PC/140模組、EPIC主機板與3.5吋、5.25吋嵌入式單板電腦等不同設計方案，尺寸差異可見表所列，這邊僅是提供一般行業使用尺寸規格，客製化產品規格則不在討論之內。
RISC CPU模組 適用IPTV或是特殊開發需求
先討論RISC CPU模組產品，因為早期發展數位機上盒、多媒體播放器、智能家電產品大多會優先選用RISC CPU模組進行功能開發，因為RISC CPU模組進屬於高度客製化的智能嵌入式開發平台，開發業者可以針對功能需求選用不同RISC處理元件、多媒體加速DSP等建構開發平台，並在硬體上發展自己的應用服務，這樣的優點在於開發平台為高度客製化，適合用於垂直整合服務，例如IPTV或是智能家電應用環境，而在RISC CPU模組開發的功能應用或服務，因為平台架構的特殊性，相關雲服務或應用架構也具備高度安全性，不易被盜取開發成果。
但使用RISC CPU作為智能嵌入式應用開發基礎的目的在於，早期x86處理器功耗問題與Fanless設計較難實現，反而用低價RISC CPU搭配多媒體加速DSP可建構相關娛樂應用，但目前x86架構處理器大幅翻新，針對低功耗應用已有全系列解決方案，而Fanless無風扇應用需求與高效運算需求已可使用x86單板電腦平台替代，目前使用RISC CPU模組進行智能嵌入運算平台開發的需求少之又少。
x86處理器單板電腦 成本低、效能擴充彈性大
而除了RISC CPU模組單板電腦平台外，其餘單板電腦目前都有x86處理器方案，只是視其單板電腦尺寸、使用目的不同，小則選用低成本、低功耗處理器，例如Intel的Atom系列處理器，硬體運算需求大者，或是需要高處理效能整合多媒體播放需求的數位看板應用，就必須使用多核心與主流通運處理器方案，視其功號需求選擇常規行動版處理器或是高效能低功耗版本處理器。
若是高效能多核心運算處理需求，甚至可以選用Intel i7低功耗版本，運作時脈與目前常規桌上型電腦不相上下，甚至運行的功耗反而更低，只是相關處理器元件配置會導致單一單板電腦的硬體成本增加，反而是關鍵的高效能運算處理嵌入式服務才會選擇這類高效能硬體版本進行功能開發。
視應用投放效能需求不同 選用適合的處理器等級
對於一般智能嵌入式服務應用開發，以一般x86單板電腦搭配Atom低階處理器，已經可以發展多元智能嵌入式應用，因為嵌入式應用所使用的系統模組並非桌上型電腦應用環境，而是針對嵌入式智能服務搭建的系統平台，系統本身耗用硬體資源就少，加上嵌入式應用服務若複雜度不高，倒是不用直接選擇頂級規格進行相關功能開發，或是嵌入式應用有未來功能延續開發、高負荷運算需求，則可選擇主流處理器規格或是中階高C/P值硬體配置為佳，節省單機部署的硬體成本。
針對智能嵌入式應用選擇好部署硬體平台後，接著就是考量尺寸與架構選擇，若是全新的嵌入式應用服務，例如KIOSK或是博弈機台應用，若不需考量到對舊硬體升級的後續維護需求，而終端設備的設置空間也足夠，即不用對載板尺寸過多要求。
單板電腦並非越小越好 需視硬體設置空間限制而定
單板電腦並不是越小越好，而是能滿足應用需求，挑選在成本、尺寸與後續系統升級維護較佳的構型方案，而當不須為舊有如PC/104或是EPIC延續升級需求考量，則選擇載板5.25吋或是3.5吋甚至是更小的Pico-ITX構型單板電腦方案即可，而是否需要Fanless架構或是SSD整合，則看投放的智能嵌入式應用發展需求而定。
對於裝置載板的空間相對較小的應用環境，像是人機介面屏幕、薄型互動式導覽器等，則可選用Pico-ITX微型單板電腦進行整合，可以用更小巧的運算平台實踐嵌入式智能應用，對於投放終端的設置空間也可空給屏幕或是其他整合需求使用。
至於PC/104、EPIC等構型單板電腦，選用關鍵反而是已有既有應用系統需要運算能力升級時才需要考量，或是屬於軍用、飛航器使用或是電信服務機房內部整合使用，才需要考量其應用規範，選擇對應所需的構型單板電腦，但這類單板電腦的單價成本也會因此墊高，選擇上不可不慎。
至於在寬溫應用支援方面，目前主流單板電腦都有提供寬溫版本供用戶選用，但寬溫版本因為電路載板、主機板料件規格相對較高，主機板的連接器應用也是寬溫要求，整體載板成本視溫寬範圍成本多一至兩成，除非部署運行智能嵌入式應用的環境真的相當惡劣，如戶外設置的KIOSK或是智能看板，僅視需求有無需要再選擇寬溫版本。
