Trên nhiều trang tiếng Việt, mã RSB-4210 bị gọi là máy tính bảng và được mô tả như một thiết bị cầm tay có màn hình. Đó là hệ quả của việc dịch máy cụm từ chỉ bo mạch đơn trong tiếng Anh. RSB-4210 thực chất là một tấm bo mạch trần dùng để lắp vào thiết bị. Bài viết làm rõ khái niệm bo mạch đơn công nghiệp Advantech, phân biệt nó với máy hộp và mô-đun tính toán, rồi điểm qua các model đang có.
Bo mạch đơn là gì và tên gọi RSB đến từ đâu
Bo mạch đơn là một tấm bo mạch mang đủ vi xử lý, bộ nhớ, mạch nguồn và các đầu nối ra ngoài. Nó chạy được ngay khi cấp nguồn và cắm màn hình, nhưng không có vỏ, không có bộ nguồn rời và không có bảo hành trọn máy như một máy hộp thương mại.
Trong danh mục của hãng, ký hiệu đầu mã cho biết bo thuộc nhóm nào. Nhóm RSB là bo mạch đơn nền RISC, tức dùng vi xử lý nền ARM. Nhóm MIO và PCM là bo mạch đơn nền x86 với các khổ bo khác nhau. Nhóm ROM là mô-đun tính toán, không phải bo mạch đơn, và cần bo đế đi kèm.
Sự nhầm lẫn giữa bo mạch đơn và máy tính bảng bắt nguồn từ chữ bảng trong bản dịch. Hai nhóm này khác nhau về mọi mặt: bo mạch đơn không có màn hình, không có pin, không có vỏ, và người mua nó là bên thiết kế thiết bị chứ không phải người dùng cuối.
Ba hướng làm phần cứng cho một thiết bị
| Tiêu chí | Máy hộp hoàn chỉnh | Bo mạch đơn | Mô-đun tính toán và bo đế |
|---|---|---|---|
| Việc phải làm thêm | Gá vào tủ và cài phần mềm | Thiết kế vỏ, làm bộ nguồn, đi dây ra đầu nối | Thiết kế bo đế, làm vỏ, đo kiểm điện |
| Thời gian tới sản phẩm đầu tiên | Ngắn nhất | Trung bình | Dài nhất |
| Chi phí kỹ thuật ban đầu | Gần bằng không | Vừa phải | Cao |
| Chi phí trên mỗi thiết bị | Ổn định theo số lượng | Giảm khi sản lượng tăng | Giảm mạnh khi sản lượng lớn |
| Ràng buộc kích thước | Theo khung máy có sẵn | Theo khổ bo tiêu chuẩn | Tự quyết định hoàn toàn |
| Hợp với | Nhà máy lắp máy vào dây chuyền của mình | Đơn vị làm thiết bị với sản lượng vài chục tới vài trăm chiếc | Đơn vị làm thiết bị bán ra với sản lượng lớn và lâu dài |
Hướng mô-đun và bo đế được trình bày riêng ở bài bo đế SMARC ROM-DB5901. Bài này đi sâu vào hướng ở giữa, tức bo mạch đơn có sẵn, vốn là lựa chọn phổ biến nhất với các đơn vị làm thiết bị ở Việt Nam.
Các khổ bo mạch đơn thường gặp
| Khổ bo | Đặc điểm | Thường dùng cho |
|---|---|---|
| PC/104 và PC/104-plus | Kích thước tiêu chuẩn 96 x 90 mm, các bo xếp chồng qua đầu cắm xuyên bo nên không cần cáp nối giữa các tầng | Thiết bị đo, thiết bị đã có khung cơ khí theo khổ này, nơi rung mạnh |
| Bo 3,5 inch | Khổ bo phổ biến nhất cho thiết bị nhúng, đủ chỗ cho nhiều đầu nối mà vẫn nhỏ gọn | Máy trạm nhỏ, thiết bị đầu cuối, bộ điều khiển chuyên dụng |
| Bo nhỏ có đầu nối mở rộng riêng | Bo rất gọn, phần cổng bổ sung nằm trên một bo mở rộng ghép chồng qua đầu nối chuyên dụng | Thiết bị mỏng, thiết bị cần tuỳ biến số cổng theo từng dự án |
Khổ bo là ràng buộc cơ khí, nên phải chốt trước khi thiết kế vỏ. Đổi khổ bo giữa chừng đồng nghĩa với việc làm lại toàn bộ phần gá và bố trí đầu nối trên mặt vỏ.
Bo mạch đơn công nghiệp Advantech đang có trong danh mục
| Model | Đặc điểm theo tài liệu hãng | Điểm đáng chú ý khi thiết kế |
|---|---|---|
| MIO-2261 | Vi xử lý Intel Atom N2600 hoặc N2800 hai nhân cùng chipset Intel NM10, một khe DDR3 tới 4 GB, hỗ trợ DirectX 9, hai màn hình độc lập gồm LVDS 18 hoặc 24 bit và VGA, một cổng Gigabit của Intel, hai cổng COM, một cổng SATA, bốn cổng USB 2.0, chân vào ra đa dụng, SMBus, mSATA và đầu nối mở rộng MIOe | Đầu nối mở rộng riêng cho phép giữ bo chính nhỏ và đưa phần cổng đặc thù sang bo phụ theo từng dự án |
| MIO-5251 | Vi xử lý Intel Celeron J1900 hoặc Atom E3825, bộ nhớ DDR3L 1066 hoặc 1333 MHz dạng SO-DIMM tới 8 GB, hỗ trợ DirectX 11, OpenGL 3.2 và OpenCL 1.2, nhiều ngõ hiển thị gồm VGA, LVDS hoặc eDP và HDMI hoặc DisplayPort, hai cổng Gigabit Intel i210, bốn cổng COM, cổng SATA, USB 3.0, SMBus và I2C, chân vào ra đa dụng, khe mPCIe kích thước đầy đủ có giá SIM, mSATA hoặc thẻ SD | Hai cổng mạng và khe cắm mô-đun không dây có giá SIM, hợp với thiết bị cần kết nối di động |
| PCM-9343 | Bo 3,5 inch dùng SoC DM&P Vortex86DX 800 MHz, bộ nhớ DDR2 gắn sẵn tới 512 MB, ngõ hiển thị VGA cùng LVDS và TTL 18 hoặc 24 bit, hai cổng 10/100 trên bản EFG, bốn cổng USB 2.0, bốn cổng COM, một cổng SATA, một khe thẻ CF, mở rộng PC/104, có khối tính toán dấu phẩy động, tiêu thụ 4 đến 6 W, dải nhiệt mở rộng âm 40 đến 85 độ C | Dải nhiệt âm 40 đến 85 độ C và mức tiêu thụ vài watt cho phép làm vỏ kín hoàn toàn |
| PCM-3343 | Bo PC/104 khổ 96 x 90 mm, SoC DM&P Vortex86DX 800 MHz siêu tiết kiệm điện, bộ nhớ DDR2 256 MB gắn sẵn, ngõ VGA cùng LCD, hỗ trợ LVDS hoặc TTL 24 bit tới độ phân giải 1024 x 768, hai cổng Fast Ethernet, tiêu thụ dưới 5 W khi đầy tải, dải nhiệt âm 40 đến 85 độ C, chạy được DOS, Windows CE, Windows XP Embedded và Linux | Khổ PC/104 xếp chồng, hợp với thiết bị đo đã có sẵn khung cơ khí theo chuẩn này |
| PCM-3353 | Bo PC/104-plus không quạt, vi xử lý AMD LX800 500 MHz hoặc LX600 366 MHz, bộ nhớ DDR333 gắn sẵn, giao diện màn hình TFT 24 bit và LVDS 18 hoặc 24 bit theo định dạng JEIDA, một cổng 10/100, bốn cổng USB 2.0, bốn cổng COM, mở rộng theo PC/104-plus | Bốn cổng nối tiếp trên một bo nhỏ, hợp với thiết bị phải đấu nhiều cảm biến dùng đường nối tiếp |
Với mã RSB-4210 và các mã cùng nhóm RSB, thông số chi tiết nên lấy từ tài liệu kỹ thuật của hãng theo đúng phần mã đầy đủ, vì mỗi biến thể trong nhóm khác nhau về bộ nhớ gắn sẵn và số cổng đưa ra.
Khi nào chọn bo mạch đơn, khi nào chọn máy hộp
Bo mạch đơn đáng chọn khi hội đủ ba điều kiện. Thứ nhất, thiết bị có ràng buộc về kích thước hoặc hình dáng mà không máy hộp nào đáp ứng được. Thứ hai, sản lượng đủ lớn để chia được chi phí thiết kế vỏ và đo kiểm. Thứ ba, doanh nghiệp có sẵn năng lực cơ khí và điện tử để làm phần còn lại.
Ngược lại, khi chỉ cần vài máy cho vài trạm trong xưởng của chính mình, một máy hộp như ARK-1122C đã có vỏ, giắc nguồn có khoá, bộ gá thanh DIN và bảo hành trọn máy, lắp xong trong một buổi. Chi phí thiết kế vỏ cho ba thiết bị gần như luôn lớn hơn phần chênh giữa bo trần và máy hộp.
Chọn bo mạch đơn cho thiết bị
Bốn câu hỏi cần chốt trước khi đặt hàng: khổ bo nào phù hợp với vỏ dự kiến; nền vi xử lý là ARM hay x86, quyết định bởi phần mềm sẽ chạy; số cổng cần đưa ra mặt vỏ, đếm theo thiết bị thật; và dải nhiệt tại vị trí lắp đặt của sản phẩm cuối. Câu hỏi cuối cùng thường bị bỏ qua vì thiết bị được thử nghiệm trong phòng có điều hoà rồi mới đem ra hiện trường.
Các bo trong bảng trên có trang riêng: MIO-2261, MIO-5251, PCM-9343 và PCM-3343. Các bài cùng chủ đề nằm ở chuyên mục giải pháp nhúng.
Bối cảnh chung của nhóm máy tính nhúng và cách chúng được dùng trong thiết bị có tại chuyên mục máy tính nhúng Advantech trên IPC247. Khi cần so nhanh phương án máy hộp thay cho bo trần, dùng công cụ chọn máy theo số cổng và môi trường.
Câu hỏi thường gặp về bo mạch đơn công nghiệp Advantech
RSB-4210 có phải là máy tính bảng cầm tay không?
Không. Ký hiệu RSB là viết tắt của bo mạch đơn nền RISC, tức một tấm bo mạch trần dùng để lắp vào thiết bị do bên tích hợp thiết kế. Cách gọi máy tính bảng đơn xuất phát từ việc dịch máy cụm từ tiếng Anh chỉ bo mạch đơn. Thiết bị cầm tay có màn hình và pin là một nhóm sản phẩm khác hẳn.
Bo mạch đơn khác mô-đun tính toán ở chỗ nào?
Bo mạch đơn đã có sẵn đầu nối ra ngoài nên cắm dây vào là chạy được. Mô-đun tính toán chỉ mang phần xử lý và đưa tín hiệu ra một hàng chân cắm, phải có bo đế mới thành máy. Bo mạch đơn hợp với sản lượng vừa, còn hướng mô-đun cộng bo đế hợp với sản lượng lớn và thiết bị có ràng buộc chặt về kích thước.
Khổ bo PC/104 còn dùng được không?
Vẫn còn, chủ yếu ở thiết bị đo và thiết bị đã có sẵn khung cơ khí theo khổ này. Ưu điểm của PC/104 là các bo xếp chồng lên nhau bằng đầu cắm xuyên bo, không cần cáp nối, nên chịu rung tốt. Nhược điểm là băng thông của bus mở rộng thấp so với các khổ mới hơn.
Chọn bo mạch đơn nền ARM hay nền x86?
Nền ARM tiêu thụ điện thấp, dễ làm vỏ kín và chạy được bằng pin, đổi lại phần mềm phải biên dịch cho nền này. Nền x86 chạy trực tiếp phần mềm Windows và Linux đã có sẵn. Câu hỏi quyết định là phần mềm chạy trên thiết bị do doanh nghiệp tự viết hay là ứng dụng mua sẵn.
Mua bo mạch đơn rồi tự làm vỏ có rẻ hơn mua máy hộp không?
Chỉ rẻ hơn khi sản lượng đủ lớn. Ngoài giá bo, phải cộng chi phí thiết kế vỏ, làm khuôn hoặc gia công cơ khí, làm bộ nguồn, đo kiểm nhiễu điện từ và thời gian kỹ thuật. Với vài chục thiết bị trở xuống, một máy hộp có sẵn vỏ, nguồn và bảo hành trọn máy thường có tổng chi phí thấp hơn.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
