Motherboard Platine

Ein Single-Board Computer wird auch als Einplatinencomputer bezeichnet. Darunter wird ein PC System verstanden, bei dem die elektrischen Komponenten, die für den Betrieb des Gerätes nötig sind, auf nur einer einziges Leiterplatte integriert. Das Netzteil ist hier das einzige Bauteil, das nicht auf der Leiterplatte integriert ist. Die Singleboard Computer werden in verschiedenen Bereichen verwendet, beispielsweise im industriellen Bereich, in Gebrauchsgegenstände, die elektrisch gesteuert werden, sowie im Hobby- und Privatbereich.

Die Grundlagen des Singleboard Computers

Seit Mitte der 1970er Jahre bildeten der Apollo 1, der Microprofessor 1 und der KIM 1 die Vorreiter im Bereich der späteren Personal Computer und Heimcomputer. Von Hackern und Computerenthusiasten wurden diese oft verwendeten und auch selber gebaut. In den folgenden Jahren waren sie allerdings im privaten Bereich immer seltener anzutreffen. Von ihrer Konstruktion her gesehen zählen auch viele Heimcomputer, die es in den 1980er Jahren gab, wie zum Beispiel der Commodore 64, der Atari ST oder der Sinclair ZX81 zu den Singleboard Computern. Normalerweise wurden diese allerdings nicht als solche bezeichnet.

Im industriellen Bereich wurden die Single Board Computer hauptsächlich in der Regelungs-, Steuer- und Messtechnik eingesetzt. In einigen Bereichen ersetzten sie die fest verbundenen Steuerungen, weil durch Modifizierungen eine Veränderung der Abläufe der Steuerung erreicht werden kann. Außerdem sind diese auch günstiger im Preis als die Steuerungen, die speicherprogrammierbar sind.

Auch in Gebrauchsgegenständen, die elektronisch gesteuert sind, werden die eingebetteten Systeme angewendet. Dies sind beispielsweise Kraftfahrzeuge, Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik, Medizintechnik oder Routern für WLAN Netzwerke. Oft werden hier bestimmte Versionen des Betriebssystems Linux verwendet, wie beispielsweise Embedded Linux.

Im privaten Bereich sind die Single Board Computer wieder seit dem Jahr 2012 verbreitet, zum Beispiel mit dem Rasperry Pi. Dieses wurde ganze fünf Millionen Mal verkauft. Genutzt werden diese Geräte als Heimserver, günstiges Mediacenter, Linux Experimentiergerät oder als Schulrechner.

Der Aufbau der Singleboard Computer

Die Singleboard Computer sind aufgebaut auf einem Prozessor, einer Reset Logik, einem Taktgenerator, Ein- und Ausgabebaugruppen und einem festen Speicher, dem Rom. Durch diesen Aufbau können simple Steuerungen von Abläufen realisiert werden. Soll der Computer eine komplexere Aufgabenstellung bewältigen, braucht es zusätzliche Komponenten. Hier ist besonders RAM wichtig, damit Zwischenergebnisse abgelegt werden können oder Unterprogramme ausgeführt werden können. Auch ein Flash Speicher oder ein EEPROM sind nötig, um änderbare Parameter einstellen zu können, die auch bei einem plötzlichen Ausfall des Stroms überdauern würden.

Oft werden die Single Board-Computer für den Fall, dass im Programm ein plötzlicher Fehler auftaucht oder die Versorgung des Stroms ausfällt, mit einer Überwachungsschaltung ausgestattet, die den Computer in einen vorher festgelegten Ausgangszustand zurücksetzen kann.

Außerdem ist es möglich, dass die Singleboard-Computer mit Zählerbausteinen, Analog Digital Wandlern, speziellen Schaltungen und Schnittstellen zur Kommunikation an ihre entsprechende Ausgabe genau angepasst werden.

Verschiedene Bauformen und Varianten

Bezüglich ihrer Konstruktion sind sehr viele heimische PCs, wie beispielsweise der Sinclair ZX81 oder der C64 im eigentlichen Sinne Singleboard-Computer, die eine Videoausgabe integriert haben. Außerdem ist bei diesen Modellen eine Tastatur ergänzend dabei, oft auch weitere Elemente für die Bedienung, ein Massenspeicher und ein Anschluss für ein sogenanntes Peripheriegerät. Sind die aufgezählten Erweiterung nicht dabei, können die Geräte allerdings nicht sinnvoll eingesetzt werden.