Что такое плата центрального процессора (ЦП)?

Что такое плата центрального процессора (ЦП)?

Плата центрального процессора (ЦП) — это плата, на которой установлены микросхема системного контроллера и ее периферийные устройства для управления системой.

Поскольку на плате установлены широко используемые периферийные устройства, в большинстве случаев разработка программного обеспечения может быть начата немедленно, что устраняет необходимость в разработке специальной платы. В некоторых случаях также предоставляются необходимые драйверы устройств и ОС, поэтому после завершения разработки программного обеспечения программное обеспечение может быть реализовано на плате центрального процессора (ЦП) и выпущено в продажу «как есть».

Более того, можно разработать специальную плату, удалив ненужное оборудование. Таким образом, преимущество платы центрального процессора (ЦП) заключается в том, что она позволяет быстро и легко разрабатывать систему.

Использование платы центрального процессора (ЦП)

Плата центрального процессора (ЦП) используется в качестве контроллера для потребительского оборудования, в котором установлен однокристальный микроконтроллер, а также для более масштабных бизнес-систем.

1. Автоматизация производства

Платы центрального процессора (ЦП) играют центральную роль в оборудовании для автоматизации производства. Эти устройства предназначены для повышения эффективности производства. Плата центрального процессора (ЦП) оптимизирует работу машины, управляя различными датчиками и исполнительными механизмами. Кроме того, поскольку требуется обработка данных в реальном времени, требуются высокоскоростные и высокопроизводительные платы центрального процессора (ЦП).

2. Розничная торговля

POS-кассовые аппараты являются незаменимыми системами для управления продажами и контроля запасов в розничной торговле, а плата центрального процессора (ЦП) должна иметь возможность быстро выполнять сложную обработку совместно с периферийными устройствами, такими как сканеры штрихкодов и принтеры.

Длительное время непрерывной работы и энергоэффективность также являются важными факторами, поэтому используются прочные и эффективные платы центрального процессора (ЦП).

3. Медицинское обслуживание

Плата центрального процессора (ЦП) должна иметь высокую надежность, поскольку медицинское оборудование обрабатывает критически важную информацию, которая может повлиять на жизнь пациентов. Например, точная и высокоскоростная обработка данных необходима для диагностических устройств визуализации и электрокардиографов, поэтому используются высококачественные платы центрального процессора (ЦП).

4. Безопасность

Оборудование для наблюдения, такое как камеры безопасности и системы контроля доступа, требует анализа видео и данных в реальном времени. По этой причине используются платы центрального процессора (ЦП) с высокоскоростной и стабильной обработкой, что способствует повышению производительности оборудования для наблюдения.

Принцип платы центрального процессора (ЦП)

1. Аппаратное обеспечение

Плата центрального процессора (ЦП), будь то однокристальный микроконтроллер или плата ЦП с универсальным ЦП, содержит память, приводы, такие как HDD/CD-ROM и их устройства управления, драйверы USB, драйверы последовательного интерфейса, драйверы Ethernet и драйверы интерфейса HDMI. Кроме того, на плате реализовано множество устройств, которые не встроены в микроконтроллер, но часто используются при разработке систем, например драйверы USB, драйверы последовательного интерфейса, драйверы Ethernet, драйверы HDMI интерфейса и преобразователи АЦП/ЦАП.

2. Программное обеспечение

Обычно для работы микроконтроллера, ЦП и периферийных устройств на плате центрального процессора (ЦП) предоставляются ОС, драйверы устройств для периферийных устройств и прошивка. Что касается ОС для однокристальных микроконтроллеров, то основными являются ОС на базе μIRON, в дополнение к фирменным ОС, предоставляемым поставщиками микросхем. С другой стороны, Windows, Linux и Android являются широко используемыми ОС для универсальных ЦП.

Как выбрать плату центрального процессора (ЦП)

При выборе платы центрального процессора (ЦП) следует учитывать следующие факторы:

1. Назначение и производительность

Уточните цель, для которой будет использоваться плата центрального процессора (ЦП), и требуемую производительность. Например, важно выбрать плату центрального процессора (ЦП) с соответствующей производительностью для вашего приложения, например, для устройств IoT, управления роботом, обработки изображений и т. д.

2. Процессор

Тип и производительность встроенного процессора являются важным фактором при выборе платы центрального процессора (ЦП). Процессоры доступны в архитектурах ARM, x86, MIPS, RISC-V и других. Выбирайте в соответствии с требуемой вычислительной мощностью, приложением и энергопотреблением.

3. Память

Плата центрального процессора (ЦП) содержит ОЗУ и ПЗУ (флэш-память). Выберите плату с достаточным объемом памяти в соответствии с требованиями вашего проекта.

4. Интерфейс ввода/вывода

Плата центрального процессора (ЦП) имеет GPIO (универсальный ввод/вывод), UART (универсальный асинхронный приемник/передатчик), I2C (межинтегральная схема), SPI (последовательный последовательный периферийный интерфейс (SPI), USB, Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth и т. д. Выберите плату с интерфейсом, необходимым для вашего проекта.

5. Источник питания

Плата центрального процессора (ЦП) питается от батареи или внешнего источника питания. Важно выбрать плату, подходящую для источника питания, используемого в вашем проекте.

6. Размер

Размер платы центрального процессора (ЦП) также является фактором выбора. Для проектов, которые должны вписаться в ограниченное пространство, подойдет плата меньшего размера.

7. Операционная система и среда разработки

Если требуется строгая производительность в реальном времени, выберите центральный процессор (CPU) Плата с ОС реального времени или среда разработки, которая позволяет разрабатывать без ОС. Если требуется приложение, которое может работать только на определенной ОС, выбирайте на основе требований приложения.