近年來，“開發板”一詞的含義幾乎消失了，它被大量其他用于表示開發目標的硬件板術語所吸收，如“演示板”、“評估套件”和“參考設計”
我們將定義“開發板”（圖1），并描述它與本文中密切相關的單板計算機（SBC或單板計算機）的區別。我們還繪制了它們從過去到現在的演變圖，并探討了未來可能的趨勢。
一什么是發展委員會？
首先，需要對開發板以及它們與單板計算機的區別進行精確解釋。微控制器制造商經常生產開發板來突出其功能，即使它們現在通常也適用于其他類型的組件。微控制器是一種集成電路，具有處理器、RAM、閃存和IO功能，可以與外界通信。它的工作原理就像一臺封裝在單個軟件包中的微型計算機，其目標是為開發人員提供一種簡單的方式來與它交互并控制其他組件，如燈和小型電機。單板計算機也具有這種功能，但CPU、RAM和存儲器都位于板上單獨的IC中，并且接口允許其連接到鍵盤和/或顯示器。
微控制器使用供應商提供的集成開發環境（IDE）進行處理，而單板計算機上的微處理器需要操作系統。制造商越來越多地生產帶有微控制器的開發板，但它們的主要功能是演示與其接口的傳感器或其他集成電路，而不是微控制器本身。示范板、評估工具包和參考設計都是用來描述這些項目的術語。如果把它們放在一起，創建一個由幾個元素組成的集合，以達到特定的目的。
一些板被設計為提供對真實數據的訪問，軟件開發人員需要這些數據來建立和完善人工智能和機器學習應用程序的算法。雖然這些可能與“開發板”的原始描述和功能不匹配，但它們現在統稱為可用于開發新電子硬件和軟件的任何硬件。
二發展局歷史
Arduino（見圖1）是2006年第一個引起電子工程界注意的微控制器開發板，當時發布的原型平臺被稱為Arduino。它很快在業余愛好者、業余愛好者和DIYER中流行起來。包括工程師在內的許多電子設計師都在使用它。2008年發布的Beagleboard為工程師提供了一個低成本、開源的社區支持的開發平臺，為后來的單板計算機和基于微控制器的系統的商業成功奠定了基礎。復盆子PI是第一臺單板計算機，于2012年首次亮相，它和Beagleboard一樣，是作為一個教育平臺開發的，旨在教學生如何以低廉的成本進行編碼。復盆子PI的吸引力遠遠超出了學生群體，它很快被業余和專業開發人員所采用。
三當前開發板
單板計算機現在分為兩類：專有和開源。通常，專有SBC是為最終應用而創建的，并通過與其他最終產品類似的測試和質量保證程序。它們要么內置在電路中，要么安裝在機架中。開源SBC的用戶可以查看他們的硬件設計和布局，以及他們使用的任何源代碼。用戶可以快速輕松地理解軟件和硬件是如何工作的，然后選擇符合他們需求的設計。
如今，開發板和單板計算機可以配備各種類型的處理器，從傳統PC（AMD和Intel）中的基于X86的處理器到工業和移動應用程序中的ARM處理器，Linux及其衍生物（Ubuntu、Fedora、Debian等）是SBC上最受歡迎的操作系統。微控制器開發板不需要操作系統，而是使用制造商的集成開發環境（IDE）進行編程。微控制器開發板和SBC已經發展到包括無線連接（Wi-Fi、藍牙）以及最新的音頻和視頻接口，使一些SBC能夠在功能方面與許多PC和平板電腦競爭。
四未來的開發板將是最終產品
制造商傳統上創建開發工具作為營銷工具，以增加向潛在客戶銷售微控制器的機會（這種做法在行業中被稱為“設計”）。他們預計，通過讓設計工程師更容易在實驗室中訪問和研究零件的功能，他們將更傾向于選擇微控制器和輔助零件，從而獲得早期的產品原型。如果選擇該零件進行大規模生產，將下更大的產品訂單。如果來自不同來源的零件之間的技術規格差異很小，這對一些商品來說是一種明智的技術。然而，對于制造商來說，這種策略在某些方面已經成為其自身成功的犧牲品。他們認識到，他們必須繼續減少工程師使用其產品所需的工作量，開發板已成為一個關鍵的差異化因素，尤其是對于通常與競爭對手的產品相當的產品。
即使對于具有明顯競爭優勢的部件，如功率或速度，設計工程師也越來越期待開發板的“即插即用”訪問。
造商可以通過提供包括微控制器和其他集成電路（通常是傳感器）在內的參考設計來進一步提高其價值主張。這些參考設計最初是為了提供如何連接設備以模仿最終產品的電氣功能的說明，而對形狀因素、設計尺寸或制造的簡單性關注最少。另一方面，一些制造商采用了參考設計，并將其轉化為成熟的產品原型，甚至是功能齊全的產品。
這一進展可以使用Maxim Integrated（現在是Analog Devices的一部分）的健康傳感器平臺（HSP）參考設計來說明。這些參考設計的第一個版本是一個帶有微控制器的小型開發板，該微控制器可用于創建適合健康和健身應用的各種傳感器（溫度、壓力、加速度計、生物電勢等）。該公司的下一代產品HSP2.0和HSP3.0已經具備了可以佩戴在手腕上的外形因素，與市場上的其他可穿戴設備類似（圖2）。
這使得開發人員能夠在現實世界中測試他們的傳感器的操作。這些設計還允許軟件開發人員開放獲取傳感器讀數（其他健康和健身可穿戴設備無法獲得的信息）。這一策略旨在使創建為特定應用提供價值的機器學習和人工智能算法變得更容易。
Maxim Integrated希望，通過演示硬件如何讓開發人員更容易地訪問他們需要的數據，他們將能夠在傳感器解決方案中選擇部分（或全部）IC來進行產品設計。Maxim Integrated在開發MAX Fitness Wrist和MAX ECG Monitor等產品時采用了類似的方法，這兩款產品都是經過充分構思和構建的參考設計，是功能齊全的可穿戴健康和設備。然而，雖然Maxim Integrated不打算直接向消費者銷售，但公司可能會與該公司合作，為產品貼上標簽，以換取版稅。
以這種方式提供一個功能完整的產品，并且所有的開發工作都已經完成，這對新客戶和更多的非技術業務客戶來說尤其有吸引力。北歐半導體公司的Thingy:91是另一個開發平臺的例子，在該平臺中，硬件只是一個附加組件，可以讓開發人員訪問數據，他們必須編寫軟件和算法來利用硬件的內在價值（這樣做很方便，利用這些算法已成為新產品設計中的一個明顯選擇）。這種策略將來可能會被更多的制造商使用。
五增加工業產品中開發板的使用
開發板和單板計算機在一般商業產品中的使用已經司空見慣，但另一個新興趨勢是，它們將用于更小但價值更高的工業終端產品，如可編程邏輯控制器，這些產品的標準比商業產品更嚴格。
六工業應用測試板
因為它們所包含的組件最初是為最終產品而創建的，所以今天的許多SBC基本上都是經過測試和質量驗證的經過充分驗證的設計。此外，由于開源設計由專家設計師和程序員團隊不斷審查，因此所使用的板和軟件都會得到更新和評估。
單板計算機板目前由高質量的設計和制造企業進行檢查，它們與任何其他最終產品一樣受到嚴格的質量控制，包括獲得CE或FCC認證的可能性。該測試程序也可以簡單地修改，以滿足工業產品的需求。
另一方面，來自制造商或第三方的微控制器開發板雖然通常適用于商業產品，但通常不會經過工業產品所需的嚴格測試，因此目前不建議制造商立即在這些應用中使用。使用它們（以當前形式）。
雖然一些開發板采用工業級組件，但大多數只是商業級，設計用于在環境溫度下運行。開發板原型經常在室溫下測試數天或數周，盡管沒有固定的指導方針，因此這取決于制造商。制造商的主要質量要求是他們的開發板在室溫下可靠工作，因此買家應該意識到，他們不太可能在極端溫度或濕度下進行測試，也不太可能受到強烈振動或沖擊等相關應力的影響。
因此，在為工業應用程序選擇開發板時，首要目標是將風險降至最低。如果您想將開發板用于工業目的，開發板上的組件必須具有額定溫度。它還需要在高溫下對許多板材進行幾天的壓力測試。同樣，如果板材將在高濕度區域使用，則必須在類似條件下進行測試。如果電路板將在高振動環境中使用，則應在測試框架中進行振動測試。
七總結
小型企業可以使用單板計算機和微控制器開發板快速將設計推向市場，而無需開發昂貴的新硬件。這使他們能夠專注于軟件開發，并越來越多地專注于機器學習和人工智能算法。單板計算機和開發板大大超出了他們最初的預期，并對電子行業的近代歷史產生了重大影響。專業工程師和電子愛好者都將受益于單板計算機，因為它們變得更加強大、智能和響應能力更強。
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