SBC 인터페이스 생태계의 상태, 이제 표준을 설계해야 할 때입니까?

Sep 14, 2023

마이크로컨트롤러 기반인지, GNU/Linux와 같은 운영 체제를 실행할 수 있는 보다 강력한 SoC 기반인지에 관계없이 단일 보드 컴퓨터에 관해서는 선택의 폭이 넓습니다. Arduino, Adafruit, Raspberry Pi와 같은 잘 알려진 브랜드나 다양한 아키텍처를 탑재한 저렴한 극동 모듈의 Wild West에서 구입할 수 있습니다.

모든 사람은 자신이 좋아하는 것이 있으며, 이와 함께 운영 체제 및 소프트웨어 개발 환경의 생태계가 제공됩니다. 이 보드에는 또 다른 발전된 측면이 있습니다. 그중 일부는 하드웨어 주변 장치에 대한 사실상의 인터페이스 커넥터 표준이 되었습니다. 이러한 표준이 의미가 있습니까? 그것에 대해 이야기합시다.

대부분의 경우 인터페이스 표준은 이를 만들기 위한 특별한 노력의 결과입니다. 예를 들어 USB-C 포트를 생각해 보세요. 제조업체가 전원 기능을 갖춘 양방향 고속 데이터 포트를 기계에 탑재하기로 결정했기 때문에 발생하는 것이 아니라 업계 컨소시엄의 수년간의 경험과 작업의 결과였습니다. .

하지만 때로는 인터페이스 표준이 우연히 등장하기도 합니다. 자동차 액세서리 소켓은 어떤 기준으로 보더라도 꽤 형편없는 전원 커넥터 시스템으로, 수십 년 전에 전기 담배 라이터용 소켓으로 유래되었습니다. 자동차에서 12V 전원 공급 장치에 접근할 수 있는 편리한 방법이 없었기 때문에 12V 전원 공급 장치는 사용 가능한 몇 가지 차량용 전자 액세서리의 전원이 되었고 이후 표준 자동차 전원 소켓으로 발전했습니다. 이상하게도 많은 자동차 액세서리 소켓은 이제 원래 목적에 부적합하며 더 이상 담배 라이터 요소의 열을 견딜 수 있도록 설계되지 않습니다.

그래서 우리는 단일 보드 컴퓨터의 커넥터에 왔습니다. 거의 모든 제품에는 가능한 한 많은 인터페이스를 한 곳에서 가져오는 목적으로 사용되는 확장 커넥터가 있습니다. 일부는 잘 설계되어 있고 다른 일부는 그다지 많지 않지만 그 중 어느 것도 USB 소켓과 동일한 방식으로 특정 하드웨어에 독립적이고 원하는 응용 프로그램의 편의성을 염두에 두고 설계되지 않았습니다. 대신 장치가 널리 채택되는 표준이 될 것이라고 기대하지 않고 자신의 창작물이 어떻게 사용될지 미리 생각하지 않는 보드 설계자에게 맡겨집니다.

인터페이스가 의도하지 않은 사실상의 표준이 된 일부 보드의 이름을 묻는다면 우리가 최종적으로 얻게 될 보드는 대부분의 사람들에게 놀라지 않을 것입니다. 원래 Arduino, Raspberry PI, Adafruit Feather, Raspberry Pi Pico, BeagleBone, 그리고 우리가 점점 더 많이 보고 있는 BBC micro:bit 등이 있습니다. 우리가 좋아하는 것과 그렇지 않은 것을 알아내기 위해 잠시 동안 이것들을 개별적으로 살펴보는 것은 가치가 있습니다.

그들 모두의 할아버지는 Arduino 여야합니다. 이것이 방패에 대한 아이디어를 제공한 최초의 보드인지는 알 수 없지만 확실히 방패를 대중화한 보드였습니다. Arduino 이전에는 보드에 도터 보드가 부착되었을 수 있는 I/O 라인이 있는 헤더 옆에 프로토타입 영역이 있는 것이 더 일반적이었지만 Arduino는 애드온 보드 제품군이라는 아이디어에 뿌리를 내렸습니다. 정의된 생태계 내에서.

우리는 서로 다른 유형의 인터페이스를 숫자 순서로 구성한 Arduino 확장 핀아웃을 좋아하고 저렴한 0.1인치 핀 헤더를 사용하는 것을 좋아하지만 크기와 두 세트의 헤더가 필요하기 때문에 멀리 떨어져 있는 것은 확실히 다루기 힘들고 구식으로 보입니다. 홀수 행 오프셋으로 시작하지 마세요. 그래도 여전히 사용할 수 있는 것이 너무 많기 때문에 고전적인 Arduino 쉴드에서 벗어나기까지는 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 하지만 2022년에 새로운 디자인을 위한 합리적인 선택이 될까요? 우리는 그렇게 생각하지 않습니다.

Raspberry Pi 40핀 헤더와 HAT 폼 팩터는 일반적으로 Linux를 실행하는 보다 강력한 보드의 사실상 표준이 된 것 같습니다. 이는 Cambridge의 작은 보드의 성공에 대한 고개를 끄덕이는 것이지만 Pi가 우리에게 가져온 모든 좋은 점에도 불구하고 확장 커넥터는 그중 하나가 아니라고 말하고 싶습니다. 2012년 당시 프로토타입 상태에서 거의 벗어나지 못한 상대적으로 작은 보드를 생산하는 작은 조직에서 나온 Pi의 탄생의 희생자입니다.