电子发烧友网报道(文/吴子鹏)单板计算机是一个“年轻”的术语,诞生于2018年,是指将微处理器、存储器与接口部件安装在同一块印制板上的计算机。
单板计算机又简称为单板机,和其名称最接近的是单片机,不过两者在系统组成上有明显的不同。单板机的概念上面已经介绍过,单片机大家也较为熟悉,是将微处理器、存储器与接口部件集成在一块芯片上。对于RISC-V发展而言,我们近一段时间已经看到非常多的RISC-V MCU,今天我们就来看一下RISC-V单板机的发展情况。
单板机因其外形小、灵活性高、超耐用且性能出色等优点,在嵌入式物联网和边缘计算领域有重要的应用。尤其是适用于一些严苛的工业使用环境中,在这些场景下,部署空间狭小无法放置普通计算机和散热设备,同时又对操作系统运行有一定的需求,那么工业级单板机就是最适合的。
根据GIR (Global Info Research)的调研数据,2021年全球单板机(SBC)营业额为21.33亿美元,到2028年有望成长到29.02亿美元。虽然从市场规模上看,单板机比MCU市场规模小很多,不过也是物联网发展的重要一环,对于RISC-V发展和落地大有益处。
“国内首款RISC-V单板机”于去年年初正式发布,来自赛昉科技。这款基于Linux操作系统的RISC-V单板机命名为“星光”,经历了两年多的自主研发,在无风扇、体积小、功耗低的基础上,具备目前台式计算机的各种可扩展性功能,极大地降低了RISC-V的准入门槛,可以应用在机械、交通、能源等诸多领域。根据介绍资料,“星光”面积只有85mm x 70mm,价格仅为868元(119美金)起,这款单板机搭载昉·惊鸿 JH7100 SoC,芯片采用双核64位高性能RISC-V CPU,自带2MB的二级缓存,工作频率最高可达1.2GHz。
图源:赛昉科技
当然,有些人也将“星光”定义为“全球首款RISC-V单板机”,证明我国在这方面的起步是比较早的。“星光”一经发布,在国外也引起了广泛的关注,YouTube上面的知名科技博主纷纷抢先体验,并形成了积极的讨论。在“2022(第七届)思维实验室论坛”上,“星光”也被评为集成电路领域的“2021年度产品”。
今年5月,openEuler官方宣布,欧拉开源操作系统(openEuler)在赛昉科技的昉·星光RISC-V单板机上成功运行,基础软件适配成功,整体运行过程较为流畅,外设工作正常,这让“星光”再次引起了广泛的关注。
目前国内除了“星光”,比较受关注的RISC-V单板机还有RVBoards-D1-哪吒。
RVBoards-D1-哪吒基于全志D1 单核玄铁C906 64-位RISC-V 处理器芯片打造,该芯片主频为1.0 GHz,配有HiFi4 DSP、G2D 2D图像加速器。在RVBoards-D1-哪吒上,除了存储资源,还有视频、音频、USB和网络连接等丰富的接口资源。据悉,RVBoards-D1-哪吒在国内的售价为99美元,国内为599元人民币。
图源:澎峰科技
笔者之所以没有赞同一些人将“星光”定义为“全球首款RISC-V单板机”,因为在时间轨迹上,硅谷创业公司SiFive的HiFive系列明显时间更早。早在2018年,SiFive就开源了HiFive Unleashed单板机,核心芯片为 1.5GHz U540 SoC,配备 8GB DDR4 (ECC)、一个千兆以太网 (GbE) 端口、一个 microSD 插槽、FMC 连接器。
图源:SiFive
不过,在经过了尝鲜测试之后,很多人对HiFive Unleashed单板机仅有的8GB DDR4不是很满意。但随后于2020年 10 月发布的HiFive Unmatched 依然是8GB运存,好在SiFive在2020年12月又增发了一款 16GB RAM 的HiFive Unmatched。
图源:SiFive
HiFive Unmatched主板采用标准的Mini-ITX尺寸,搭载SiFive FU740 SoC,具有4个64bitSiFive U74处理器核心,搭配嵌入式64bitSiFive S7处理器核心,支持以RISC为基础的RISC-V开源指令集架构,可以搭配内置于Freedom U-SDK的U-Boot与Linux Kernel,或附随内存卡的Linux操作系统运行。HiFive Unmatched售价在665美元。
开放硬件公司Pine64也在大力推动RISC-V单板机的发展,该公司表示即将推出一款RISC-V单板机,“将会是最强大的RISC-V供电板”。
下面看看低价位的RISC-V单板机,MangoPi (芒果派)此前推出了一款售价仅为39美元的RISC-V单板机,由全志科技D1/F133A 处理器驱动,不过如此低的价格你很难获得满意的速度表现,且只有 64MB 的 DDR2 存储空间。当然, MangoPi-Nezha还不是最便宜的,Sipeed(矽速科技)推出的搭载全志科技D1 芯片的 Lichee RV仅需17美元加上5美元的运费就可以买到。
此外,RISC-V国际开源实验室还推出过一款对标树莓派的RISC-V单板机,命名为PicoRio。这款单板机采用全开源模式,从CPU设计,到PCB电路板设计,再到操作系统核心软件全部开源。
PicoRio基于开源的 64 位RISC-V多核处理器芯片,1.0 版本支持Linux和Google V8 JavaScript引擎,功耗水平比树莓派4更低,但是价格还做不到树莓派的水平。
能够看出,在主打商业化的RISC-V单板机方面,SiFive以及国内的赛昉科技是走的较为靠前的,一些低成本的RISC-V单板机则更多选择以全志科技D1为核心,不过目前还是无法和树莓派抗衡,除非其他配置降低到很差的程度,这对于RISC-V单板机发展是一个挑战。同时,无论是基于ARM架构的单板机,还是基于x86架构的单板机,在尺寸标准化和功能定制等方面都已经做的很好,RISC-V作为后来者,要想抢夺市场,还需要拿出更多的“诚意”。
单板计算机又简称为单板机,和其名称最接近的是单片机,不过两者在系统组成上有明显的不同。单板机的概念上面已经介绍过,单片机大家也较为熟悉,是将微处理器、存储器与接口部件集成在一块芯片上。对于RISC-V发展而言,我们近一段时间已经看到非常多的RISC-V MCU,今天我们就来看一下RISC-V单板机的发展情况。
单板机因其外形小、灵活性高、超耐用且性能出色等优点,在嵌入式物联网和边缘计算领域有重要的应用。尤其是适用于一些严苛的工业使用环境中,在这些场景下,部署空间狭小无法放置普通计算机和散热设备,同时又对操作系统运行有一定的需求,那么工业级单板机就是最适合的。
根据GIR (Global Info Research)的调研数据,2021年全球单板机(SBC)营业额为21.33亿美元,到2028年有望成长到29.02亿美元。虽然从市场规模上看,单板机比MCU市场规模小很多,不过也是物联网发展的重要一环,对于RISC-V发展和落地大有益处。
“国内首款RISC-V单板机”于去年年初正式发布,来自赛昉科技。这款基于Linux操作系统的RISC-V单板机命名为“星光”,经历了两年多的自主研发,在无风扇、体积小、功耗低的基础上,具备目前台式计算机的各种可扩展性功能,极大地降低了RISC-V的准入门槛,可以应用在机械、交通、能源等诸多领域。根据介绍资料,“星光”面积只有85mm x 70mm,价格仅为868元(119美金)起,这款单板机搭载昉·惊鸿 JH7100 SoC,芯片采用双核64位高性能RISC-V CPU,自带2MB的二级缓存,工作频率最高可达1.2GHz。
图源:赛昉科技
当然,有些人也将“星光”定义为“全球首款RISC-V单板机”,证明我国在这方面的起步是比较早的。“星光”一经发布,在国外也引起了广泛的关注,YouTube上面的知名科技博主纷纷抢先体验,并形成了积极的讨论。在“2022(第七届)思维实验室论坛”上,“星光”也被评为集成电路领域的“2021年度产品”。
今年5月,openEuler官方宣布,欧拉开源操作系统(openEuler)在赛昉科技的昉·星光RISC-V单板机上成功运行,基础软件适配成功,整体运行过程较为流畅,外设工作正常,这让“星光”再次引起了广泛的关注。
目前国内除了“星光”,比较受关注的RISC-V单板机还有RVBoards-D1-哪吒。
RVBoards-D1-哪吒基于全志D1 单核玄铁C906 64-位RISC-V 处理器芯片打造,该芯片主频为1.0 GHz,配有HiFi4 DSP、G2D 2D图像加速器。在RVBoards-D1-哪吒上,除了存储资源,还有视频、音频、USB和网络连接等丰富的接口资源。据悉,RVBoards-D1-哪吒在国内的售价为99美元,国内为599元人民币。
图源:澎峰科技
笔者之所以没有赞同一些人将“星光”定义为“全球首款RISC-V单板机”,因为在时间轨迹上,硅谷创业公司SiFive的HiFive系列明显时间更早。早在2018年,SiFive就开源了HiFive Unleashed单板机,核心芯片为 1.5GHz U540 SoC,配备 8GB DDR4 (ECC)、一个千兆以太网 (GbE) 端口、一个 microSD 插槽、FMC 连接器。
图源:SiFive
不过,在经过了尝鲜测试之后,很多人对HiFive Unleashed单板机仅有的8GB DDR4不是很满意。但随后于2020年 10 月发布的HiFive Unmatched 依然是8GB运存,好在SiFive在2020年12月又增发了一款 16GB RAM 的HiFive Unmatched。
图源:SiFive
HiFive Unmatched主板采用标准的Mini-ITX尺寸,搭载SiFive FU740 SoC,具有4个64bitSiFive U74处理器核心,搭配嵌入式64bitSiFive S7处理器核心,支持以RISC为基础的RISC-V开源指令集架构,可以搭配内置于Freedom U-SDK的U-Boot与Linux Kernel,或附随内存卡的Linux操作系统运行。HiFive Unmatched售价在665美元。
开放硬件公司Pine64也在大力推动RISC-V单板机的发展,该公司表示即将推出一款RISC-V单板机,“将会是最强大的RISC-V供电板”。
下面看看低价位的RISC-V单板机,MangoPi (芒果派)此前推出了一款售价仅为39美元的RISC-V单板机,由全志科技D1/F133A 处理器驱动,不过如此低的价格你很难获得满意的速度表现,且只有 64MB 的 DDR2 存储空间。当然, MangoPi-Nezha还不是最便宜的,Sipeed(矽速科技)推出的搭载全志科技D1 芯片的 Lichee RV仅需17美元加上5美元的运费就可以买到。
此外,RISC-V国际开源实验室还推出过一款对标树莓派的RISC-V单板机,命名为PicoRio。这款单板机采用全开源模式,从CPU设计,到PCB电路板设计,再到操作系统核心软件全部开源。
PicoRio基于开源的 64 位RISC-V多核处理器芯片,1.0 版本支持Linux和Google V8 JavaScript引擎,功耗水平比树莓派4更低,但是价格还做不到树莓派的水平。
能够看出,在主打商业化的RISC-V单板机方面,SiFive以及国内的赛昉科技是走的较为靠前的,一些低成本的RISC-V单板机则更多选择以全志科技D1为核心,不过目前还是无法和树莓派抗衡,除非其他配置降低到很差的程度,这对于RISC-V单板机发展是一个挑战。同时,无论是基于ARM架构的单板机,还是基于x86架构的单板机,在尺寸标准化和功能定制等方面都已经做的很好,RISC-V作为后来者,要想抢夺市场,还需要拿出更多的“诚意”。
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