Đánh giá và Tổng hợp các Máy tính Bảng Đơn tốt nhất

Máy tính bảng đơn là một cách thú vị để bắt đầu với dự án cần nhiều sức mạnh tính toán hơn so với vi điều khiển. Dù bạn đang muốn phát triển một thứ gì đó sẽ có vi xử lý nhúng chạy hệ thống Linux, hoặc bạn đang muốn xây dựng một thứ gì đó với số lượng thấp và sử dụng mô-đun xử lý nhúng, hoặc biến máy tính bảng đơn thành cơ sở của dự án của bạn, có sẵn một cái gì đó cho mọi người.

Máy tính bảng đơn thực sự bùng nổ với sự ra đời của Raspberry Pi vào năm 2012. Máy tính kích thước nhỏ đã tồn tại từ lâu, nhưng kể từ khi Pi được phát hành, chúng ta đã chứng kiến sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng người dùng của các hệ thống như vậy. Với số lượng người dùng ngày càng tăng, cộng đồng xung quanh chúng cũng đã mở rộng - cung cấp sự hỗ trợ tốt hơn và nhiều lựa chọn hơn để nhận được lời khuyên và hướng dẫn về cách thực hiện ý tưởng dự án của bạn. Trước khi có Pi, một trong những hệ thống phổ biến nhất là BeagleBoard. Tuy nhiên, Pi đã có ảnh hưởng lớn hơn nhiều đối với thị trường máy tính bảng đơn, với nhiều bo mạch sao chép bố cục và kết nối của Pi.

Trước cuộc cách mạng trong máy tính bảng đơn, bạn sẽ cần phải sử dụng một bộ phát triển với một triển khai tham chiếu có thể đã rất cụ thể cho từng loại bảng mạch. Thường thì bạn sẽ không nhận được nhiều hỗ trợ từ nhà sản xuất hoặc bảng mạch không có cộng đồng xây dựng xung quanh nó. Tôi đã sở hữu một số bộ phát triển hỗ trợ Linux, Android và các hệ điều hành khác; tuy nhiên, thường thì việc bắt đầu một dự án, ít nhất là với một nhóm nhỏ, sử dụng những bộ này thực sự là một rắc rối. Máy tính bảng đơn ngày nay có phần cứng mạnh mẽ hơn, hệ điều hành hiện đại được cập nhật và cộng đồng tuyệt vời được xây dựng xung quanh chúng. Một lợi thế lớn của những hệ thống này là cộng đồng giữ cho hệ điều hành được cập nhật và liên tục thêm mới trình điều khiển và hỗ trợ phần cứng.

Tôi đã biên soạn một máy tính bảng đơn đánh giá cho một số lựa chọn tốt nhất hiện có ngày nay, và lý do tại sao bạn có thể muốn sử dụng chúng để bắt đầu dự án tiếp theo của mình.

Raspberry Pi 3 Model B

Mặc dù không phải là mẫu Raspberry Pi mới nhất, Pi 3 Model B có lẽ là máy tính đơn bảng phổ biến nhất trên thị trường hiện nay. Nếu bạn không cần tất cả các khả năng của Raspberry Pi 4, phiên bản 3 cung cấp một mức giá thấp hơn và vẫn có nhiều khả năng. Model 3 B có Ethernet gigabit; tuy nhiên, thông lượng của nó bị giới hạn bởi cách thực hiện tới tốc độ tối đa của bus USB 2.0, mang lại hiệu suất thực tế khoảng 225Mbps, thay vì 950Mbps của mẫu 4.

Trên bo mạch có tất cả các thiết bị ngoại vi bạn mong đợi từ một máy tính: bốn cổng USB 2.0 kích thước đầy đủ, mạng có dây và không dây, cổng xuất HDMI và LCD, đầu ra âm thanh stereo và giao diện camera qua MIPI. Mỗi bo mạch trong dòng Raspberry Pi đều có một kết nối IO 40 chân giúp mở rộng một số thiết bị ngoại vi và IO cấp thấp để triển khai dự án của bạn. Các bo mở rộng Pi (gọi là mũ) có thể dễ dàng tìm thấy với hầu như bất kỳ chức năng nào bạn có thể mong muốn. Bo mạch sử dụng khe cắm thẻ microSD để cài đặt hệ điều hành và lưu trữ nội bộ, điều này cho phép nhiều linh hoạt về dung lượng lưu trữ. Ngoài thẻ microSD, bạn cũng có thể gắn kết ổ đĩa kết nối USB, cho phép bạn sử dụng hàng terabyte lưu trữ, mặc dù chỉ với tốc độ USB 2.0.

Như đã đề cập ở trên, kết nối Ethernet có dây bị giới hạn bởi tốc độ USB 2.0, điều này có lẽ không phải là vấn đề đối với nhiều dự án thuộc loại Internet vạn vật. Bạn cũng có WiFi cho hoạt động không kết nối. Giao diện camera CSI phù hợp cho thị giác máy. Tuy nhiên, khả năng xử lý của Pi 3 chỉ vừa đủ chấp nhận được cho các ứng dụng cơ bản. Giao diện hiển thị DSI cho phép Pi dễ dàng được sử dụng cho giao diện người/máy hoặc dự án kiểu quầy thông tin.

Đối với tôi, lợi ích lớn nhất của Raspberry Pi chính là cộng đồng đứng sau nó. Bạn thường có thể tìm thấy một dự án mã nguồn mở tương tự với những gì bạn đang cố gắng thực hiện, điều này có thể cung cấp một điểm xuất phát tuyệt vời. Sự hỗ trợ từ cộng đồng rất tốt, và có rất nhiều tài nguyên sẵn có để học cách làm hầu như bất cứ điều gì với Pi.

Raspberry Pi 4

Raspberry Pi 4 cung cấp kết nối tương tự như mẫu 3, tuy nhiên với bộ vi xử lý nhanh hơn, Bluetooth 5, Ethernet gigabit thực sự và cổng USB 3.0. Đối với nhiều người dùng máy tính, Pi 4 có đủ sức mạnh và khả năng để có thể thay thế một máy tính để bàn. Nó hoàn toàn có khả năng thực hiện hầu hết các tác vụ văn phòng. Nếu ứng dụng IoT của bạn yêu cầu nhiều sức mạnh xử lý cho các ứng dụng như thị giác máy, nhiều kết nối, hoặc một lượng lưu trữ khổng lồ, Pi 4 là một lựa chọn tuyệt vời.

Pi 4 cũng có thể là một máy chủ cạnh tuyệt vời cho các nút thu thập dữ liệu IoT giá rẻ. Nó cung cấp một cơ sở dữ liệu/máy chủ web địa phương cho các nút gửi dữ liệu đến, trước khi dữ liệu được chuyển đến các dịch vụ đám mây - cung cấp một hệ thống đáng tin cậy cao có thể chịu được sự kết nối gián đoạn với web.

Với khả năng xử lý tăng cao và các tùy chọn kết nối, mức tiêu thụ điện năng cũng tăng lên. Pi 4 đã chuyển sang sử dụng cổng USB loại C cho nguồn điện vào để cho phép cung cấp 5V/3A thay vì giới hạn 2.5A từ mô hình trước. Ngoài nhu cầu về điện năng bổ sung, Pi 4 cần làm mát đáng kể hơn so với mô hình trước. Trong khi một Pi 3 nói chung có thể được đặt trong một vỏ kín hoàn toàn mà không cần nhiều, thì Pi 4 sẽ cần một số suy nghĩ về khía cạnh nhiệt của một cài đặt kín.

ODROID C2

ODROID sản xuất nhiều máy tính bảng đơn với nhiều khả năng ứng dụng cụ thể hơn. Sản phẩm của họ có giá cao hơn Raspberry Pi. Tuy nhiên, chúng có một số khả năng thú vị với bố cục tương tự như Raspberry Pi, và một kết nối 40 chân tương tự. Điều này làm cho máy tính bảng đơn ODROID dễ sử dụng với các phụ kiện và bảng mở rộng được thiết kế cho Pi.

ODROID C2 là đối thủ mạnh mẽ của Raspberry Pi 3B. Nó nhanh hơn đáng kể và có GPU mạnh mẽ. Ngoài việc xử lý nhanh hơn, C2 còn có Ethernet gigabit thực sự và truy cập thẻ SD. C2 cũng có một số tính năng bổ sung thú vị so với Pi, với bộ thu hồng ngoại và ADC tích hợp. ADC tích hợp có thể là một lợi ích đáng kể cho dự án tích hợp với cảm biến tương tự.

Cộng đồng ODROID khá lớn, và có một loạt hệ điều hành có sẵn cho C2. Tuy nhiên, nó không lớn bằng cộng đồng Pi (không có cộng đồng máy tính bảng đơn nào khác là).

ODROID XU4

Như đã đề cập ở trên, ODROID có một số hình dạng khác nhau. XU4 thoát ra khỏi phong cách Raspberry Pi; tuy nhiên, nó có kích thước tương tự. Bo mạch này có một bộ vi xử lý tám nhân rất mạnh mẽ với GPU giống như C2 cộng thêm một bộ tăng tốc 3D. Với tất cả sức mạnh xử lý này, bo mạch được trang bị đầy đủ quạt tản nhiệt và tản nhiệt, vì nó cần được làm mát tích cực dưới tải trung bình đến cao.

Mặc dù đây là một máy tính đơn bảng rất mạnh mẽ và có khả năng, nhưng nó có một vài hạn chế. Cụ thể, các chân IO của nó là 1.8V. Bạn sẽ cần sử dụng bộ chuyển đổi mức để sử dụng hầu hết phụ kiện và cảm biến mà bạn sẽ sử dụng với các máy tính đơn bảng khác. Tuy nhiên, nếu bạn đang tìm kiếm sức mạnh xử lý và tăng tốc đồ họa, đây là một lựa chọn xuất sắc.

Tương tự như C2, XU4 cũng có bộ thu hồng ngoại và ADC tích hợp. Trong khi Raspberry Pi Model 4 cần một nguồn cung cấp 3A, XU4 khuyến nghị sử dụng 4A do sức mạnh xử lý khổng lồ của nó.

Asus Tinker

Asus là một gã khổng lồ trong lĩnh vực máy tính để bàn và laptop, và việc họ tham gia vào không gian máy tính bảng đơn là điều rất thú vị. Bo mạch này theo phong cách Raspberry Pi. Tuy nhiên, nó có một số bổ sung tuyệt vời, như một tiêu đề 40 chân được mã hóa màu. Trong khi đó, nó thiếu USB 3.0, là một giao diện cơ bản mà người ta mong đợi sẽ tìm thấy trên máy tính bảng đơn, nhưng nó vẫn cung cấp một số giao diện tiêu chuẩn thông qua tiêu đề 40 chân.

Khả năng sản xuất và kỹ thuật của Asus được thể hiện rõ ràng qua số lượng lớn các linh kiện trên bo mạch và mật độ của chúng. Điều này dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong các giao thức truyền thông cấp thấp trên cổng 40 chân so với Raspberry Pi, thường đòi hỏi phải triển khai nhiều giao thức thông qua phần mềm. Tinker hỗ trợ tất cả các giao thức phổ biến với nhiều cổng, làm cho việc kết nối với cảm biến số và các thiết bị ngoại vi trở nên dễ dàng. Tinker có hệ điều hành riêng tương tự Linux và hỗ trợ một loạt các hệ điều hành Linux khác.

Banana Pi M64

Banana Pi cung cấp một loạt các bảng tương thích với Pi, nhưng trong bài viết này, chúng ta chỉ xem xét M64. Tất cả các Banana Pi đều có kỹ thuật xuất sắc và cộng đồng tốt. Banana Pi cũng có một trong những mạng lưới nhà phân phối lớn nhất sau Raspberry Pi, điều này làm cho việc mua một cái để thử nghiệm trở nên rất dễ dàng.

Banana Pi chỉ có hai cổng USB 2.0. Tuy nhiên, nó có WiFi và Bluetooth. Tùy thuộc vào dự án của bạn, bạn có thể thấy microphone tích hợp thú vị. Banana Pi hỗ trợ các hệ điều hành BSD, Linux và Android.

Nanopi Neo4

Trong khi các bo mạch khác cố gắng sao chép bố cục của Raspberry Pi, Nanopi thực sự xứng đáng với tên gọi của mình và cực kỳ nhỏ gọn so với các bo mạch có hiệu suất tương tự. Kích thước nhỏ gọn và sức mạnh xử lý đáng kể cùng với GPU làm cho việc tích hợp vào sản phẩm của bạn trở nên khả thi hơn so với việc sử dụng Raspberry Pi kích thước đầy đủ. Nanopi được cộng đồng Nhà thông minh/Tự động hóa ưa chuộng vì điều này.

Dù có kích thước nhỏ, bo mạch vẫn hỗ trợ USB 3.0, Ethernet gigabit và giao diện camera MIPI CSI, Bluetooth và WiFi. Các giao diện IO bị hạn chế đáng kể so với các bo mạch khác trong danh sách này, làm cho nó trở thành lựa chọn kém lý tưởng hơn cho việc kết nối với cảm biến và các thiết bị ngoại vi không phải USB.

Một trong những tính năng thú vị của bo mạch này là đồng hồ thời gian thực. Việc có một đồng hồ thời gian thực trên bo mạch cho phép bạn đặt hệ thống vào các chế độ ngủ/kích hoạt tiết kiệm năng lượng khác biệt so với các bo mạch khác trong danh sách này.

BeagleBone AI

Như đã đề cập ở đầu bài viết, BeagleBoard là một trong những máy tính bảng đơn đầu tiên và phổ biến. Dòng sản phẩm này vẫn tiếp tục phát triển. Tuy nhiên, sự phổ biến của BeagleBone thấp hơn nhiều so với Raspberry Pi và các sản phẩm tương thích với Pi phổ biến.

BeagleBone có giá tương đối cao so với sức mạnh xử lý và khả năng hạn chế mà nó mang lại; tuy nhiên, các Đơn vị Thực thi Lập trình Thời gian Thực và bộ xử lý phụ M4 có thể làm cho chi phí đó trở nên xứng đáng tùy thuộc vào dự án. Theo ý kiến của tôi, PRU là nơi mà BeagleBone thực sự tỏa sáng. Hầu hết các máy tính bảng đơn thiếu khả năng thực thi thời gian thực, và với các đơn vị thời gian thực có thể lập trình, bạn có thể thực hiện các nhiệm vụ như IO tốc độ cao. Với giao diện mã hóa góc tứ, điều này có thể được sử dụng để điều khiển servo với tốc độ bước đáng kinh ngạc, vượt xa khả năng của một vi điều khiển. Hai lõi ARM Cortex M4 có thể cho phép giảm tải các nhiệm vụ thời gian thực và giảm mức tiêu thụ năng lượng cho các nhiệm vụ cụ thể.

LattePanda 4/64

Chúng tôi đã nói về việc Raspberry Pi 4 có thể thay thế hoàn toàn cho một chiếc PC văn phòng hoặc PC gia đình thông thường; tuy nhiên, với Linux là hệ điều hành duy nhất, có thể sẽ khó khăn để thuyết phục mọi người thử nghiệm một cái mới nếu họ đã quen với Windows. LattePanda 4 chạy trên CPU Intel Quad Core, cho phép nó chạy Windows 10 đầy đủ.

Điều này làm cho nó trở thành bo mạch duy nhất trong danh sách này có thể chạy Windows. Đây cũng là bo mạch đắt nhất trong danh sách này, nhưng vẫn rẻ hơn nhiều so với một chiếc máy tính. Tuy nhiên, đây cũng là mẫu LattePanda đắt nhất. Với một CPU Intel đầy đủ, 4GB RAM, một lượng lưu trữ flash trên bo mạch đáng kể và GPU Intel, đây là một lựa chọn thú vị. Mẫu rẻ nhất trong dòng sản phẩm có 2GB ram và 32GB lưu trữ flash trên bo mạch.

Nó cũng tích hợp ATMega32U4, cùng loại bộ vi xử lý 8-bit được sử dụng bởi các bảng mạch Arduino cơ bản, mang lại khả năng xử lý thời gian thực cơ bản. Có 20 GPIO từ ATMega, và 6 từ CPU Intel được tiết lộ. Ngoài ra, còn có 6 cổng kết nối “Gravity”. Với cổng xuất HDMI và MIPI-DSI, việc kết nối với màn hình để chạy như một kiosk hoặc tương tự trở nên đơn giản, đặc biệt là với cổng kết nối bảng điều khiển cảm ứng tích hợp.

Kết luận

Chúng tôi chỉ xem xét một lựa chọn nhỏ trong số các tùy chọn máy tính bảng đơn trong bài đánh giá này, và còn nhiều lựa chọn khác ngoài kia. Tôi cảm thấy danh sách này sẽ cung cấp cho bạn một cái nhìn tổng quan tốt về một số khả năng và tùy chọn bạn sẽ tìm thấy trên thị trường. Với một loạt các khả năng xử lý, tùy chọn kết nối, giao diện và bố cục, bạn có khả năng tìm thấy một máy tính bảng đơn có thể đáp ứng mong muốn của mình.

Nếu bạn chỉ đang tìm kiếm một bo mạch để thử nghiệm, thì rất khó để bỏ qua dòng Raspberry Pi. Với mức giá tuyệt vời, cộng đồng lớn, và nhiều hướng dẫn hơn bạn có thể tưởng tượng, Pi có rất nhiều điều để cung cấp. Nếu dự án tiếp theo của bạn cần nhiều kết nối, xử lý, hoặc sức mạnh đồ họa hơn, thì một trong những lựa chọn khác ở đây có thể hoàn hảo cho bạn. Những bo mạch này là nền tảng thử nghiệm tuyệt vời. Rất dễ dàng để truy cập vào IO và các thiết bị ngoại vi để làm việc trên bảng mạch hoặc xây dựng một bo mạch mở rộng tùy chỉnh có thể gắn trực tiếp vào máy tính bảng đơn.

Bạn có muốn tìm hiểu thêm về cách Altium có thể giúp bạn với thiết kế PCB tiếp theo của mình không? Hãy nói chuyện với một chuyên gia tại Altium.