[科普中国]-单板式微型计算机

单板式微型计算机是构建在单个电路板上的完整计算机，具有微处理器，存储器，输入/输出（I / O）以及功能计算机所需的其他功能。单板计算机被制作为演示或开发系统，用于教育系统或用作嵌入式计算机控制器。许多类型的家用计算机或便携式计算机将其所有功能集成到单个印刷电路板上。

与台式个人计算机不同，单板计算机通常不依赖于扩展插槽来实现外围功能或扩展。单板计算机使用各种微处理器构建。简单的设计，例如由计算机爱好者构建的设计，通常使用静态RAM和低成本的8或16位处理器。其他类型（例如刀片服务器）的性能与服务器计算机类似，只是采用更紧凑的格式。

计算机模块是一种单板计算机，可插入载板，基板或背板进行系统扩展。

历史第一台真正的单板计算机（参见1976年5月的Radio-Electronics）称为“dyna-micro”基于英特尔C8080A，并且还使用了英特尔的第一款EPROM，即C1702A。 dyna-micro于1976年由康涅狄格州的E&L仪器公司重新命名为“MMD-1”（Mini-Micro Designer 1）并在非常受欢迎的8080“BugBook”系列中作为示例微型计算机而闻名。时间。 SBC在家用电脑的早期历史中也占有重要地位，例如在Acorn Electron和BBC Micro中。其他典型的早期单板计算机（如KIM-1）通常在没有外壳的情况下运输，必须由所有者添加。其他例子是Ferguson Big Board和Nascom。

随着PC市场变得越来越普遍，计算机中使用的SBC越来越少。主要组件组装在主板上，外围组件如串行端口，磁盘驱动器控制器和图形处理器位于子板上。最近提供的高级芯片组提供了大部分I / O功能作为嵌入式组件，使主板制造商能够为主板提供传统上由子板提供的I / O.大多数PC主板都提供对磁盘驱动器的板载支持，包括带有RAID，图形，以太网和传统I / O的IDE和SATA，如串行和并行端口，USB和键盘/鼠标支持。插卡更常用于高性能图形卡（真正的图形协处理器），高端RAID控制器以及专用I / O卡，如数据采集和DSP（数字信号处理器）板。

应用通过增加集成电路的密度使单板计算机成为可能。单板配置通过减少所需的电路板数量，并消除否则将使用的连接器和总线驱动器电路，降低了系统的总体成本。通过将所有功能放在一块板上，可以获得更小的整体系统，例如，如在笔记本电脑中那样。连接器是可靠性问题的常见来源，因此单板系统消除了这些问题。

单板计算机通常在两个不同的体系结构中定义：没有插槽和插槽支持。

嵌入式SBC是提供所有必需I / O的单元，不提供插件卡。应用程序通常是游戏（老虎机，视频扑克），自助服务终端和机器控制自动化。嵌入式SBC比PC中的ATX型主板小得多，并且提供了针对工业应用的I / O组合，例如板载数字和模拟I / O，板载可启动闪存（消除了需要磁盘驱动器），没有视频等。

术语“单板计算机”通常适用于将单板计算机插入背板以提供I / O卡的架构。在PC104的情况下，总线不是传统意义上的背板，而是一系列引脚连接器，允许I / O板堆叠。

单板计算机最常用于工业环境中，其中它们以机架式格式用于过程控制或嵌入其他设备中以提供控制和接口。他们去过海洋深处（驴友深海探测器），进入外太空（ARRIANE，Pegasus Rocket和Shuttle），以及地球上的每个大陆。由于集成度非常高，组件数量减少，连接器数量减少，SBC通常比同类多板计算机更小，更轻，更省电，更可靠1。

与SBC相比，ATX主板的主要优点是成本。主板由数百万用于消费者和办公室市场制造，可实现巨大的规模经济。单板计算机是市场利基，制造频率较低且成本较高。主板和SBC提供类似级别的功能集成，这意味着两种标准中的主板故障都需要等效更换。

类型和标准一种常见的单板计算机使用旨在用于背板外壳的标准化计算机形状因子。其中一些类型是CompactPCI， PXI，VMEbus，VXI和PICMG。SBC围绕各种内部处理结构构建，包括英特尔架构，多处理架构以及RISC和SPARC等低功耗处理系统。在英特尔PC世界中，智能和接口/控制电路放置在插入式板上，然后插入无源（或有源）背板。最终结果类似于使用主板构建的系统，除了背板确定插槽配置。背板提供混合插槽（ISA，PCI， PCIX，PCI-Express等），通常总共20个或更少，这意味着它可以安装在19“机架式机箱（17”宽机箱）中。

一些单板计算机具有连接器，其允许堆叠的电路板（每个都包含扩展硬件）在没有传统背板的情况下组装。堆叠SBC形状因子的示例包括PC/104，PC/104-Plus，PCI-104，EPIC和EBX;这些系统通常可用于嵌入式控制系统。

堆叠式SBC通常具有在诸如SIMM和DIMM的插卡上提供的存储器。由于两个原因，硬盘驱动器电路板也不计算用于确定计算机是否是SBC，首先是因为HDD被视为单块存储单元，其次因为SBC可能根本不需要硬盘驱动器可以从他们的网络连接启动。

本词条内容贡献者为:

王慧维 - 副研究员 - 西南大学