Технология создания миниатюрного компьютера Raspberry Pi

Введение

В настоящее время в связи с развитием компьютеризации всевозможных процессов и сфер жизнедеятельности общества, производители компьютерных систем стараются следовать тенденции упрощения, минимизации и масштабности распространения своих моделей. Если в 70 - х годах XX века первые компьютеры использовались в основном в промышленности и представляли собой целые блоки, то сегодня можно встретить множество различных видов компьютеров, отвечающих современным требованиям быстроты, многофункциональности и надежности.

Последнее время можно наблюдать тенденцию создания крошечных компьютеров, самые маленькие их которых имеют размеры, сравнимые с размерами миниатюрных флэш-накопителей. Причем, несмотря на небольшие габариты, такие устройства предлагают набор функций, которыми обладают обычные персональные компьютеры, и обеспечивают довольно неплохую производительность.

Обычно такие компьютеры поставляются с самой свежей версией операционной системы, позволяют подключать стандартные USB-мышь и клавиатуру. Благодаря этому на них вполне возможно работать с текстовыми файлами, особенно если учесть широкий выбор офисных приложений, разработанных для таких устройств. Многие из этих приложений позволяют работать со всеми распространенными форматами документов, электронными таблицами и могут служить для создания презентаций.

История распространения миниатюрных компьютеров началась с этапа создания первого одноплатного компьютера (официальное название устройства - «single-board computer» или «SBC» - миниатюрный компьютер) - «Dyna- <#"63" src="doc_zip1.jpg" /> <#"200" src="doc_zip2.jpg" /> <#"justify">256 Мбайт <#"justify">Характеристики

Модель АМодель BЦелевая цена:25 долларов США35 долларов США [ 69 ] <#"justify">HDMI разрешением от 640 × 350 до 1920 × 1200, а также различные PAL <#"justify">8 × GPIO <#"justify">I ² C <#"justify"> bus, SPI <#"justify">× 53,98 мм (3,370 × 2,125 В, в)Вес:45 г (1,6 унции)Планируемые операционные систем:Debian GNU / Linux <#"341" src="doc_zip3.jpg" />

Технические характеристики:

Базовая модель «A»:

?Процессор - ARM11 [ARMv6]

?Память - 256MB SDRAM, интегрирована в CPU

?Графическое ядро с поддержкой OpenGL ES 2.0

?Модель CPU - BCM2835

?Тактовая частота - 700MHz

?Модель GPU - интегрированное видео ядро

?Аудио подсистема - интегрирована в CPU

?Интерфейсы - HDMI, USB, видео RCA, UART, JTAG, ISP, I2C

?Слот для карты памяти SD/MMC/microSD

?Open software (Debian, Fedora, Arch Linux RISC OS, Android, Firefox OS, Iceweasel, KOffice, Python)

Продвинутая модель «B»:

?Процессор - ARM11 [ARMv6]

?Память: 256MB SDRAM, интегрирована в CPU

?Графическое ядро с поддержкой OpenGL ES 2.0

?Модель CPU - BCM2835

?Тактовая частота - 700MHz

?Модель GPU - интегрированное видео ядро

?Аудио подсистема - интегрирована в CPU

?Интерфейсы - HDMI, USB, видео RCA, Ethernet, UART, JTAG, ISP, I2C

?Слот для карты памяти SD/MMC/SDIO

?Дополнительный встроенный USB-концентратор (2 порта)

?Open software (Debian, Fedora, Arch Linux RISC OS, Android, Firefox OS, Iceweasel, KOffice, Python)

Ранние версии Raspberry Pi работали под управлением операционной системы Ubuntu, но в релизе, который вышел в феврале 2012 года, по умолчанию используется Debian Linux. Конечно, это не значит, что вы не сможете установить нужную вам систему - ведущие производители дистрибутивов, немедленно заявили о поддержке Raspberry Pi. Сейчас к установке доступны Fedora и Arch LINUX ARM, но разработчики вскоре хотят расширить список поддерживаемых операционных систем.

В качестве монитора можно использовать любой монитор, имеющий HDMI-вход, хотя многие пользователи утверждают, что наиболее полно потенциал устройства раскрывается на TFT-панелях с диагональю более 40 дюймов.

Запуск операционной системы проходит в обычном режиме, опытные пользователи Linux могут увидеть рабочую среду, которая ничем не отличается от окружения на «настоящих компьютерах». Там есть рабочий стол, офисный пакет OpenOffice, браузеры Opera, Midori и FireFox, нужные программы и дистрибутивы. Другими словами - вы сразу можете начать работать (решая задачи по программированию) или развлекаться (прослушивание музыки, просмотр фильмов, игры и пр.). Видео поддерживает Full-HD Video, которое на большом экране выглядит особенно впечатляюще.

Очевидное применение данного компьютера - использование в качестве домашнего медиацентра. После установки всех кодеков и расширений, система великолепно справляется с показом любых видеоформатов и проигрыванием музыки. Если добавить сюда возможность выхода в интернет и широкий инструментарий для редактирования офисных документов, то становится понятным, что данная конфигурация может удовлетворить большую часть обычных пользователей.

Кроме плюсов данного устройства существуют и недостатки. Кто-то сочтет устройство откровенно сырым - особенности дистрибутива Debian не позволяют выполнять некоторые задачи, которые на аналогичном оборудовании, но в другой операционной системе выполняются прекрасно. Например, отсутствует Flash и возможность работы с HTML5.

Теоретически, это говорит о проблемах программного свойства - имеет смысл надеяться, что очень скоро будут выпущены многочисленные патчи, которые вернут ситуацию в нужное русло.

Использование системы в качестве базы для игр кажется весьма необоснованным. Довольно малая мощность (по игровым меркам) процессора, и крошечное количество оперативной памяти приводит к предсказуемому результату. Справедливости ради, стоит заметить, что игры - это вообще «большой» вопрос для любой компьютерной системы.

Все имеющиеся характеристики в совокупности с ценой, открывают мир информационных технологий даже для тех, кто никогда раньше не имел такой возможности.

Кроме того он пригоден как дешёвая альтернатива рабочим станциям в организациях (например в call-центрах), для повседневной работы с документами, как домашний видеоплеер. Raspberry Pi можно легко приспособить под торрент-сервер, так как дисковое пространство не сложно увеличить (во-первых, во все модели входит слот для карт памяти; во-вторых, через интерфейс USB можно подключить внешний жесткий диск). Для этого монитор не нужен, а к торрент-серверу можно будет подключиться через удаленный доступ с другого компьютера.

Почти сразу после появления Raspberry Pi компьютера-флешки начали появляться и другие модели мини-компьютеров, причем некоторые получились на удивление удачными. В качестве примера таких устройств можно привести следующие: Oval Elephant, Cotton Candy, Waysmall Silverlode.

Остановимся на каждом из них и определим преимущества мини-компьютеров, приобретающих все большую популярность на рынке компьютерной техники.

Малоизвестная компания Oval Elephant <#"justify">Стоимость компьютера-флешки не очень велика, хотя и выше, чем у Raspberry Pi. Цена его - 71,49 долларов США.

Команда норвежских разработчиков представила мини-пк под незатейливым названием CottonCandy (дословно переводится с английского языка как сахарная вата).

В основе устройства лежат операционные системы Ubuntu и Android 4.0, есть виртуальные клиенты для Windows, Linux и Mac. Правда, совместимость с Android Market еще не подтверждена.

Ядром является двухъядерный процессор Cortex-A9 (1,2 ГГц) и четырехъядерный сопроцессор Mali 400, а также 1 Гб RAM. Такие же характеристики включает в себя едва ли не каждый обзор смартфонов android. Но при этом аппарат совместим с WiFi и Bluetooth, есть слот для micro-SD, порты USB 2.0, microUSB и HDMI для проигрывания 1080p видео на HDTV-устройстве.

Разработчики делают акцент, что Cotton Candy предоставляет безопасный доступ к персональным сервисам на основе «облачных» технологий и существенно расширяет возможности мониторов, телевизоров и игровых консолей. Кроме того, у пользователей ПК на основе Mac и Windows появляется дополнительный выбор операционной системы.

Разработчики установили цену за данное устройство - 200$.

Преимущества мини-компьютера:

а.Предоставление пользователю удобного доступа к технологиям

б.Продление срока службы потребительской техники

в.Обеспечение целостности работы в любом месте

г.Создание единой точки хранения контента

д.Низкая стоимость устройства, что позволит большему количеству людей иметь свой собственный компьютер

Примером еще одного устройства стал Waysmall Silverlode от калифорнийской компании Gumstix, в основе которого лежит одноядерный процессор Texas Instruments Sitara AM3703 с архитектурой ARM Cortex A8 и частотой 800 МГц.

Компьютер предназначен в первую очередь для бизнес-применения, но это не мешает ему сослужить службу и рядовому пользователю. Среди портов присутствуют HDMI (DVI-D через переходник), 100-Мбит Ethernet, USB Host, USB OTG, USB Console, аудиоразъём и картовод micro-SD, который доступен после демонтажа панели с портами. Компьютер поставляется с 8-Гбайт картой памяти и 512 Мбайт оперативной памяти. Операционная система Ubuntu установлена на 512 Мбайт постоянной памяти NAND. Несмотря на скромную производительность компьютера, её должно быть достаточно для веб-сёрфинга, офисных приложений и мультимедийных задач. Достоинством устройства является очень скромные размеры (110х44х18 мм), низкое энергопотребление и тепловыделение, что подтверждается отсутствием активного охлаждения.

Компьютер может быть использован для офиса, интернет-кафе, выступать в качестве продвинутого сетевого устройства или найти применение в автомобиле. Стоимость ARM-неттопа Waysmall Silverlode составляет немалые $200.

одноплатный компьютер операционный система

Сравнительная таблица мини-компьютеров

устройства параметрыRaspberry PiWaysmall SilverlodeCotton CandyIGEP COM MODULEOval ElephantИзображение <#"justify" height="90" src="doc_zip6.jpg" />Страна - изготовительКалифорния (Gumstix)НорвегияИспания(ISEE)АмерикаОСDebian GNU/Linux, Fedora, Arch Linux ARM, RISC OS, RaspbianLinuxAndroid, Ubuntu, встроенный клиент визуализации для windows, Linux, MacGoogle Android 4.0.4 ICSПроцессорARM1176JZF-S (ARMv6) 700 МГцSitara AM3703 - ARM Cortex A8 CoreДвухядерный ARM Cortex A9ARM Cortex A8 1ГГц (Texas Instruments)Двухядерный Rockchip 3066 1,2ГГц, Dual Core 9, Quad Core GraphicsГрафикаBroadcom VideoCore IVMali 400 MP3D Accelerator SGX530 200 МГцMali 400Дополнит. возможностиmicro-SD слот для карты, HDMI-выходmicro-SD слот для карты,Wi-fi, Bluetooth 2.1, HDMI-выход, micro-SD слот для картыWi-fi, Bluetooth 2.0Wi-fi, HDMI-выход, micro-SD слот для картыРазмеры85,6x53,98 мм110x44x18 мм18x68,5 мм89х33х16 ммЦена25 $ (35$)199$200$164€90$Область использованияПромышленностьПромышленностьВ качестве чего может использоватьсяПромышленные приложения, настольный компьютер, мультимедийное устройствоМодуль для разрабатываемых устройств, самостоятельный компьютер

ПРОЕКТ КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНА

выполнения работ по ОКР

«Технико-экономическое обоснование проведения опытно - конструкторских работ по созданию миниатюрного компьютера Raspberry Ri»

№ п/пНаименование этаповСодержание работПеречень документов, разрабатыва-емых на этапахСрок испол- нения (мес) Стои- мость этапов (руб)1234561 2 3 4 5Разработка технического предложения Технический проект Разработка рабочей конструктор-ской документации Изготовление опытного образца и проведение предварительных испытаний Проведение приемочных (государственных) испытаний1.1.Проработка результатов предшествующих НИР; ?проработка результатов прогнозирования; ?предварительные расчеты; ?сравнительная оценка рассматриваемых вариантов; ?изготовление и испытания образцов; ?.обоснование и выбор оптимального варианта (вариантов) технического решения (решений). 1.2 Проведение патентных исследований. 1.3 Разработка технической документации в соответствии с согласованной комплектностью. 1.4 Оформление документации технического предложения в соответствии с ГОСТ 2.118-73, его рассмотрение и утверждение на научно-техническом совете. 1.5 Разработка отчетной документации. 2.1 Разработка технического проекта, в том числе: ?разработка конструктивных решений модели и ее составных частей; ?.разработка и обоснование технических решений, обеспечивающих показатели надежности; ?выполнение необходимых расчетов; ?.разработка, изготовление и испытание образцов модели и ее составных частей; ?.оценка соответствия модели требованиям технического задания; ?.оценка технологичности изготовления. 2.2 Разработка конструкторской, программной и эксплуатационной документации в соответствии с согласованной комплектностью. 2.3 Оформление документации технического проекта в соответствии с ГОСТ 2.120-73, его рассмотрение и утверждение на научно-техническом совете. 2.4 Разработка отчетной документации. 3.1 Разработка конструкторской документации на модель. 3.2 Разработка проектов ТУ и эксплуатационной документации. 3.3 Разработка проекта укрупненной технологической документации для изготовления опытного образца модели; 3.4 Экспертиза разработанной рабочей конструкторской документации. 3.5 Разработка программы и методик предварительных испытаний. 3.6 Разработка отчетной документации. 4.1 Подготовка опытного производства для изготовления опытного образца. 4.2 Изготовление специального оборудования для проведения предварительных испытаний. 4.3 Изготовление опытного образца модели. 4.4 Проведение предварительных испытаний опытного образца модели. 4.5 Корректировка РКД, РПД материала по результатам предварительных испытаний, присвоение РКД литеры "О". 4.6 Доработка опытных образцов модели в целом по результатам предварительных испытаний. 4.7 Разработка программы и методик приемочных (государственных) испытаний. 4.8 Разработка отчетной документации. 5.1 Подготовка РКД, РПД и опытного образца материала к приемочным (государственным) испытаниям. 5.2 Проведение приемочных (государственных) испытаний опытного образца материала. 5.3 Проверка и оценка проектов ТУ и ЭД. 5.4 Корректировка РКД, РПД, ЭД материала по результатам приемочных (государственных) испытаний, присвоение РКД литеры "О1". 5.5 Доработка опытных образцов материала по результатам приемочных (государственных) испытаний. 5.6 Разработка отчетной документации.Акт о разработке технического предложения, акт о доработке технического предложения, акт о разработке ТЗ, проект документа о проведении дальнейших работ. Акт о разработке технического проекта, акт о доработке технического проекта, акт о разработке ТЗ, проект документа о проведении дальнейших работ. Акт о разработке комплекта документации, акт о подготовке опытного производства, акт о готовности опытного производства Акт об изготовлении изделия, акт о готовности стендовой базы к испытаниям, паспортно-конкретные изделия Отчет гос. Комиссии о проведении испытаний, отчет по устранению замечаний по результатам испытаний Итого:

Больше работ по теме: