10款「劍走偏鋒」的開發板,有你認識的嗎?

2021-01-07 芯板坊

開發板作為最通用最適合開發學習的嵌入式硬體平臺深受電子工程師的喜愛。然而,目前市面上的開發板五花八門,參差不齊,通常情況下用戶也沒有大量時間去大浪淘沙般的選取適合自己的板卡,尤其一些本身不是很火爆很常見但卻又實實在在符合用戶需求的板卡更是一板難求。

所以,本次給大家帶來了10款明顯帶有自己特性的「劍走偏鋒」類型的板卡,其中是不是有你的菜?或者有你眼熟的沒?(註:本文板卡排名不分先後)

GR-PEACH(評測)

屬性:「花瓶」

GR-PEACH是瑞薩推出的全球限量開發板,板卡主色調為粉色,非常騷氣;長寬為68mm*53mm,8層板結構,尺寸可以參考銀行卡大小,整個板子做工十分精緻,更像是一件藝術品,是我見過的最漂亮的板卡之一。

GR-PEACH的板型比較像Arduino系列板卡,板子核心為瑞薩R7S721001VC應用處理器,基於ARM Cortex-A9,晶片採用324pin的BGA封裝,大小將近19mm*19mm。板卡用料也相當考究,比如採用了4顆有源晶振分別用於系統時鐘、USB時鐘、視頻時鐘以及音頻時鐘。

在開發方面,GR-PEACH支持ARM mbed在線編譯環境,這是全球第一款支持mbed系列的Cortex-A系列開發板。除此之外,GR-PEACH還可以選擇Renesas Web Compiler雲端編譯環境。

但是想要真正玩轉GR-PEACH,那需要眾多外設的支持,比如攝像頭,屏顯,音頻播放等功能模塊,然而官方雖也配套了相應的模塊,但是價格不菲,真要玩起來的代價還不小,而如果單純在此單板上折騰,又有些大材小用了,甚至還不如就當做收藏。

COFDM高清數字無線圖傳開發套件

屬性:高清圖傳,靈活定製

COFDM高清數字無線圖傳開發套件是Sihid推出的一個圖傳套件,顧名思義,其主要的調製技術採用了COFDM(編碼正交頻分復用),這可以說是目前世界最先進和最具發展潛力的調製技術。其基本原理是將高速數據流通過串並轉換,分配到傳輸速率較低的若干子信道中進行傳輸,即將頻域中的一個寬帶信道劃分成多個重疊的子信道信號進行窄帶傳輸。COFDM圖傳可以有效的解決兩個問題,一個是移動中傳輸圖像出現的多徑幹擾;另一個則是寬帶傳輸,可以實現高質量的圖像畫面。

Sihid COFDM無線圖傳開發套件可以供用戶學習、評估和測試COFDM圖傳技術、低延時視頻編解碼技術等。整個開發套件包含了一個Sihid COFDM 2.4GHz 雙天線發射機和一個FC2400A 2.4GHz 接收模塊。

發射端包括SEM9363編碼調製板和D-PA2400A功率放大板兩塊電路板。發射端通過HDMI接口輸入數字視頻信號,經H.264編碼壓縮後做COFDM調製(實現基帶功能),再經DAC轉換成模擬信號給RF Transmitter後通過PA(功率放大器)放大信號至天線發射出去。

接收端包括FC2400A下變頻板和COFDM Demodulator模塊,通過USB接口將解調後的數字視頻信號傳給手機(或PC、平板)做H.264解壓播放。

值得一提的是,Sihid還提供不同無線高清圖傳方案的定製,比如通過設計不同規格的PA模塊可支持其它工作頻段和射頻功率;可更改現有設計增加其它視頻輸入輸出處理接口,如發射端AV輸入、USB輸入、SDI輸入,接收端HDMI輸出、SDI輸出等;IP協議方式低延時遠距離寬帶數據傳輸等。對這方面有需求的可以了解一下。

Marvell ESPRESSObin

屬性:智能路由、私有雲存儲

ESPRESSObin開發板板載資源:

Marvell ARMADA 3700LP (88F3720)雙核ARM Cortex A53處理器,頻率最高可達1.2GHz1GB DDR3、1個SATA接口、1個micro SD卡槽、4GB EMMC (可選,電路板預留footprint)集成1個Topaz網絡交換晶片2個千兆LAN口1個千兆WAN口RJ45接口1個MiniPCIe插槽,支持無線WiFi/BLE外設1個USB 3.0、1個USB 2.0、1個micro USB埠2個46pin GPIO擴展接口,可用於連接I2C、GPIO、PWM、UART、SPI、MMC等設備復位按鈕、JTAG接口、12V直流插孔,或通過micro USB埠採用5V供電

ESPRESSObin開發板是一款面向工程師開發評估、電子愛好者DIY的網絡計算機平臺,不同於我們常見的樹莓派、Beaglebone Black等開源硬體板,ESPRESSObin配備了強大的網絡和存儲接口,適合那些通常被其他單板計算機所忽略的應用場景,比如家庭雲存儲、流媒體、物聯網等應用。

ESPRESSObin開發板核心採用Marvell ARMADA 3700 (88F3720)+乙太網開關88E6341的組合,這是一個地地道道的智能路由器與私有雲存儲完美結合的方案,不但具備超過目前主流路由器的性能,另外,板載的豐富GPIO擴展接口可供電子愛好者或者工程師做DIY或者二次開發,板載豐富的存儲接口可以實現大容量的私有雲存儲、大數據伺服器、物聯網關、網際網路視頻監控等。

當然,最重要的是ESPRESSObin在具備不錯性能的同時還有非常優惠的價格,最低只要39美金,值得入手!

荔枝派

屬性:上比Cortex-A,下踢Cortex-M的白菜價板卡

荔枝派參數:

全志 F1C100s CPU,ARM 926EJS , 最高 900MHz,集成32MB DDR預留SOP8 SPI Flash焊盤(可定製貼片8~32MB SPI Nor Flash)板載 TF卡座,可TF啟動通用 40P RGB LCD FPC座;可直插常見的40P 4.3/5/7寸屏幕(板載背光碟機動)通過轉接板可插50P 7/9寸屏;支持常見的272x480, 480x800, 1024x600等解析度板載電阻式觸控螢幕晶片,另配合底板可適配電容觸控螢幕;支持 720P 視頻輸出;支持 H.264 / MPEG 等視頻流解碼SDIO,可搭配配套SDIO WiFi+BT 模塊SPI x2、TWI x3、UART x3、OTG USB x1、TV out、PWM x2、LRADC x1、Speakerx2 + Mic x1Micro USB 5V供電; 2.54mm 插針 3.3V~5V供電; 1.27mm 郵票孔供電;輸出 3.3V ,可選擇輸入RTC電壓900MHz linux空載運行電流 54mA, 帶屏運行電流 ~250mA存儲溫度 -40~125℃,運行溫度 -20~70℃

荔枝派基於全志F1C100s處理器,尺寸只有2.54cm X 3.3cm,比一張SD卡稍微大一點。歸功於這顆全志F1C100s,內部集成32MB DDR,這是一款基於市場非常成熟的Arm9架構的應用處理器,最高主頻可達900MHz,採用QFN88封裝,支持從SPI Flash或TF卡啟動,支持USB OTG載入更新,可以應用到目前市場主流的產品中去,比如廣告機、視頻播放器、兒童故事機、智能家居等。

和所有的開源硬體板一樣,荔枝派擁有極高的靈活性和DIY性,基於ARM9系列的荔枝派在擁有不錯的性能前提下將開源硬體的成本壓縮到極低,完全可以做到上比Cortex-A,下踢Cortex-M,這無論對開源硬體愛好者還是企業作為項目使用都極具競爭優勢,目前依舊在使用ARM9系列產品的企業似乎都有這種共識,「你只要不停產,我就一直敢用」,故我對荔枝派的生存環境還是相當看好。

ADALM1000

屬性:了解真實模擬世界

ADALM1000是ADI推出的一個高級主動模塊測試測量工具,可以向用戶展示電流、電壓、阻抗(電阻、電感和電容)之間的關係,尤其對於學習電路專業基礎知識的學生、電子設計工程師、業餘愛好者及創客等,這是一款相當具有性價比的可攜式測試測量神器,在ADI官網的售價僅有40美金。

ADALM1000大概功能包括了:雙通道信號發生——電壓或電流輸出、雙通道信號測量、兩個預置電源、四個數位訊號以及USB電源/通信,具體可實現的功能、參數指標如下:

USB供電型學習工具在同一引腳上同時測量源電流(- 200至+200mA)和電壓(0至5V)示波器(100 kSPS)、函數發生器(100 kSPS)PixelPulse 2(開源)支持Windows、Linux、OS X16位(0.05%)基本測量精度,具有4位解析度源電流和吸電流(2象限)操作C、C++和Python綁定MATLAB數據採集工具箱支持開源硬體ADALP2000模擬部件套件提供多種模擬元件,支持無焊試驗板

ADALM1000需要配合筆記本電腦或平板電腦使用,同時官方也為ADALM1000套件提供了詳細的實驗教程,可以讓工科類的學生、工程師、電子愛好者非常簡單的入門ADALM1000的學習實踐,用於最大程度地縮短學習時間,讓學生更快地學習、更有效地工作並探索更多的知識。

總結一下ADALM1000的優勢:集合了分析儀、發生器、波形記錄儀和電流/電壓系統功能的經濟型儀器儀表;能夠對工程環境中所用的真實電路和概念進行分析;面向教師和學生免費提供在線實驗室和課程,有利於掌握不易理解的工程原理;結構化的動手操作活動能夠激勵和加快學習,調動對基本工程原理的興趣;有助於培養職業發展所需的批判性思維。

英飛凌四軸飛行器套件

屬性:至少節省30%開發周期

英飛凌四軸飛行器套件主打的就是完整的系統解決方案,包含了四軸飛行器中主要的飛控以及電調功能,飛控板基於高性能、功能強大的ARM Cortex-M4處理器XMC4500、板載基於XMC4200的調試器模塊;電調板基於英飛凌自家的XMC1302系列微控制器,搭配板載的半橋驅動IC以及MOS管,組成一個高效率的三相電機驅動電路。所以組成一個簡單的、完整的四軸飛行器只需加上機架、電機、鋰電池即可,非常方便。何況,英飛凌本身在官方文檔中推薦了相應的電機、鋰電池規格,更加方便工程師、玩家自己動手組裝了。

飛控板的做工非常結實,主控基於英飛凌自家高端的XMC4500系列微控制器,其集成的強大的外設功能足以讓它跨領域使用,而一些獨有的特點讓它作為四軸飛行器的飛控綽綽有餘,比如帶有4個CCU4單元以及2個CCU8單元,每個CCU4單元中包含了4個定時器,每個定時器可支持最大16位的計數範圍,並且可以將定時器串聯,最高可支持64位計數範圍。CCU4單元與POSIF單元連接可以實現電機中的位置和速度測量,而CCU8單元主要用於PWM波產生,可實現電機控制、電源轉換等功能。除了XMC4500主控制器,飛控板板載器件以及功能接口還包含了:

基於英飛凌XMC4200系類微控制器的調試電路,帶MicroUSB接口一個MicroUSB接口(XMC4500),GPS信號接口、鋰電池電壓監測接口、無線控制信號接口LED指示燈、LED驅動 BCR321U、復位按鍵、Origa 2L認證RN42藍牙模塊,用於與手機APP實現連接控制氣壓計 DPS310,用於計算四軸飛行器的定高

9軸傳感器 MPU9250,包含了加速度(給四軸飛行器提供一個水平基準)、磁力計(給四軸飛行器提供一個方向基準)、陀螺儀(測量角速度的,其反映的是自身角度的變化)功能

考究的用料、結實的PCB做工,英飛凌四軸飛行器套件配合英飛凌強大免費的DAVE IDE工具,免費的資料文檔、代碼,工程師可以快速的上手四軸飛行器的開發、調試,更可以通過飛控板預留的外設接口,拓展豐富的功能。如果採用英飛凌這套現成的評估套件直接進行四軸飛行器的原型開發,何止節省了30%的研發周期。當然,雖然這可以算是一套完全傻瓜式的四軸飛行器DIY套件,但從上手到想要真正實現穩定飛行難度還是不小的,所以還是推薦本身對四軸飛行器有一定了解的用戶使用。

Khadas Tone Board

屬性:來一場Hi-Res級別的音樂盛會

Khadas Tone Board是由世野科技推出的一款真正為音樂發燒友打造的Hi-Res級別的開發平臺,你也可以理解為USB音效卡,它既可以直接配合PC機使用,又可以配合市面上的開源單板機使用,比如世野自家的Khadas VIMs系列開發板、樹莓派等。

Tone Board在硬體設計上,尤其是選料上做得極為厚道,用料十足,搭載了XMOS XU208+ESS ES9038Q2M 組合,配備了4顆低相位抖動晶振,3顆獨立OPA,可以說是極其「奢侈」的配置,結果也不出意外,音質感受極其棒,另外Tone Board的擴展性也極為出色,確實屬於難得一見的「偏門類」板卡,對於喜愛高質量音樂的夥伴,是一個不錯的DIY平臺,可以考慮入手。

Banana Pi Zero

屬性:上能比樹莓派zero,下能玩Tensorflow

Banana Pi Zero是一款極小形的開源單板計算機,採用全志H2+晶片設計方案,同時也可以直接兼容全志H3。香蕉派zero的尺寸大小為60mm *30mm,完全與Raspberry pi Zero W 一樣,小巧精緻,支持板載WIFI與藍牙,512M 內存,Mini HDMI 接口。

因為是開源的緣故,Banana Pi Zero的上手使用的教程、硬體原理圖、系統鏡像、源碼等資料在網上都能找到,在系統軟體方面,Banana Pi Zero支持Android,Debian linux,Ubuntu linux, Raspbian系統 ,可以方便的做物聯網,教育應用開發。

總體來說,香蕉派Zero還是非常不錯的,極具競爭力的價格加上可以兼容樹莓派Zero的擴展接口,無論是硬體擴展還是生態擴展都極為便利。要知道,雖說國外樹莓派Zero號稱只有幾美金,但是在國內能買到的都要加價不少,即便是號稱可以淘最便宜貨的淘寶都要170RMB左右的價格,而且,拿到的樹莓派zero還需要配備不少額外的外設模塊、線纜才真正方便使用。

所以對於國人來說,香蕉派Zero還是具備很明顯的價格優勢,當然,因為板子本身空間限制的緣故,也有讓筆者不太滿意的地方,比如沒有SATA接口,板載的miniHDMI有些尷尬,沒有標配天線,如果能改進,那無疑會更好。

pyboard

屬性:MicroPython

單說pyboard,可能大家不是很清楚,但是說到Micropython,相信很多工程師眼睛都亮了。

MicroPython脫胎於Python,是一個叫Damien George的人花費數月時間打造的,基於ANSI C(C語言標準),然後在語法上又遵循了Python的規範,主要是為了能在嵌入式硬體上(這裡特指微控制器級別)更易於的實現對底層的操作。截止到目前,已經有不少嵌入式硬體成功移植了Micropython,如pyboard、esp8266、WiPy、Espruino Pico、STM32F4 Discovery等。而這之中,要說MicroPython的真愛,那還屬pyboard,畢竟這板子同樣是出自Damien George之手。

pyboard十分小巧,大小僅有40mm*33mm,便攜性很OK。pyboard基於STM32F405RG微控制器,通過板載的microUSB接口供電以及進行數據傳輸,板載外設包括了一個MicroSD卡座接口、4個LED燈、兩個機械按鍵、一個加速傳感器、時鐘模塊,其它外設信號都通過板子上的金屬通孔引出。

用戶通過MicroPython可以輕鬆實現對微控制器的控制,最直觀來說,你不需要通過複雜的編程,可以直接通過MicroPyton腳本語言就行操作,這就讓更多的計算機初學者也能來動手做硬體DIY,用戶完全可以通過MicroPython語言實現硬體底層的訪問和控制,比如說控制LED燈泡、LCD顯示器、讀取電壓、控制電機、訪問SD卡等。

對於微控制器的開發來說,一般很少涉及到上層開發,諸多都如採集數據,做控制等底層開發,雖然C/C++也足矣了,但是多一種選擇未嘗不可,況且MicroPython具備了C/C++所不具備的更簡潔的開發方式。所以,綜合來說,對於MicroPython,個人表示認可,它為廣大電子愛好者帶來了更具效率的開發,可以應用到生活中的DIY中去。

Respeaker Mic Array v2.0

屬性:語音識別、自然語言處理

ReSpeaker Mic Array v2.0是Seed推出的一款面向語音輸入輸出的解決方案(可以理解為USB音效卡),尺寸大小為直徑70mm,基於 XMOS的XVF-3000開發。它可以直接配合PC或者其它的單板計算機,如ReSpeaker Core、樹莓派等使用,可以顯著改善語音交互體驗。ReSpeaker Mic Array v2.0板載資源包括:

XMOS 16內核的XVF-30002 個 xCore 磁貼上的 16 個實時邏輯核心dual issue 模式下內核共享最高可達 2400 MIPS512KB 內部單周期 SRAM 和 2MB 內置快閃記憶體16KB 內部 OTP (每塊最大 8KB)USB PHY,完全符合 USB 2.0 規範可編程 I/O支持 DFU 模式4 個數字麥克風 (型號 : MP34DT01-M)單電源電壓120 dB SPL 聲學過載點61 dB 信噪比全方位的靈敏度、-26 dB FS 靈敏度PDM 輸出12 RGB LEDs (型號 : APA102)256 級亮度800kHz 線路數據傳輸音頻輸出板載 3.5mm Aux 輸出WOLFSON WM896024 位或 16 位 16kHz 立體聲輸出16 Ω @ 3.3 V 下輸出功率為 40mW

ReSpeaker Mic Array v2.0 直接支持 USB Audio Class 1.0 (UAC 1.0),基本上所有主流的作業系統,如 Windows,MacOS,Linux等。板卡有兩個固件,一個包含語音算法,另一個僅捕獲用於特殊用途的原始語音數據。

Respeaker Mic Array v2.0採用5V MicroUSB供電,功耗在190mA左右,方案比較靠譜,尤其集成的4個PDM 麥克風,有助於將 ReSpeaker 的聲學 DSP 性能提高到更高的水平。像Google assistant的2個麥克風雖然也具有較好的降噪性能,但是在複雜環境特別是距離較遠噪聲較多的時候效果不好,而且可擴展的功能也不多,而以目前各家語音識別方案來看,多麥克風的性能是得到普遍認可的。

Respeaker Mic Array v2.0通過增加為數不多麥克的同時實現了語音活動檢測VAD、聲源定向DOA、波束成形、噪聲抑制、混響抑制、聲學回聲消除等AI音箱所要具備的重要功能,可以說是一個綜合性能、功能與價格因素的平衡解決方案,是目前語音方案如USB 語音捕獲、智能音響、智能語音助理系統、錄音機、語音會議系統、會議通信設備、語音互動機器人、車載語音助手等其它需要語音命令的場景的優質推薦方案之一。

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