支援/相容 Linux 的嵌入式單板機快速參考指南

介紹:
什麼是單板機？
早期的微電腦的典型組成是6個（或更多）電路板--插入一個底板內--執行中央處理器單元（CPU）、記憶體、磁碟控制卡和串列/並行連接埠功能。這些基於底板的微電腦被用來擷取資料、進程式控制制和R&D計劃，但是通常體積太大以至於不能被用做裝置內的智能嵌入式。

在80年代早期，整合電路（IC）技術就是先進的了，以前佔用整個電路板的功能可以被整合到單個"大比例整合"（LSI）邏輯晶片中。CPU、記憶體、儲存空間和串列/並行連接埠的LSI晶片現在可在單板上實際執行整個微電腦系統--沒有底板。基於Z80的"大板"（1980年）或許是第一個這樣的單板機（SBC），能夠運行商業磁碟作業系統（CP/M）。

嵌入式單板機市場
與大板相似，"小板"（1983年Ampro）使用Z80 CPU，目標在於CP/M作業系統。但是它的尺寸小得多，匹配軟碟機(5.75 x 8.0)的指令碼列印。由於它獨特的緊密結合、簡單、可靠和低成本，小板適用於商業磁碟作業系統簡單地直接嵌入非他們的電腦的裝置中。

因此就產生了嵌入式單板機市場，它現在已經擠滿了成百上千的單板機製造商，針對不同的嵌入式和專門計算應用生產成千上萬的不同單板機產品。

最初，每個單板機產品都是完全獨特的--包括結構和形態上。這很大程度上歸咎於嵌入式系統需求的內在差異，結合了各種處理器和可獲得的外設控制器。此外，沒有標準來影響單板機開發人員的功能選擇和機械規格。

與PC相容的單板機產生
到了80年代中期，人們越來越感興趣在嵌入式和其他非案頭應用中的IBM PC相容性，因為兩個關鍵因素：

硬體槓桿 - PC晶片集和外設相容性可以產生更低成本、更簡單和更容易支援的系統
軟體槓桿 - PC相容性使得可以利用PC的作業系統（首先是MS-DOS，然後是Windows）、語言、工具和應用軟體

其中一些因此產生的PC相容的微電腦是基於IBM PC（"ISA"匯流排）外掛程式卡的形態因素的。一些則作為獨立系統（無底板）在單板上執行。還有一些適應流行業界底板匯流排（STD, VME）。

在嵌入式無底板單板機的情況下，PC相容性很快成為一種趨勢。多數人也同意幾種流行的形態因素：

小板(5.75 x 8.0 in.) - 單個緊湊板上的完整系統，可擴充插入功能模組
ISA "插槽板" (全長13.8 x 4.8in ; 半長7.1 x 4.8 in ) -- IBM PC外掛程式卡版式的單板機（面向底板）可以作為獨立單板機運行（無底板）
PC/104模組(3.6 x 3.8 in.) - 緊湊的、高低不平的、自堆模組有可靠的針和插座板到板擴充匯流排
隨著PCI的到來，隨後加入了10年……

PC/104-加-PCI增加到PC/104
EBX -- PC/104-加增加到小板
不是所有的單板機都跳入了這些流行的形態因素中。他們也沒有走PC相容(x86/DOS/Windows)的路線。縱觀單板電腦的幾十年歷史，已經也將繼續有非標準板尺寸和面向獨特應用需求或滿足不匹配標準形態因素和流行"Wintel" (PC相容)結構的小生境的處理器結構。

劇大的變化
今天，幾個重要的因素向單板機市場的現狀挑戰：

爆發對嵌入式智能的需求-甚至是最少花費的產品和裝置都希望至少有根本的嵌入式智能。許多還需要支援/相容Linux 圖形和/或語音介面。
普遍存在的串連- 每個電子都互相串連（通過有線或無線）的需求正在增長。這些裝置必須經常能夠出入Internet串連，必須支援大量標準化協議 (TCP/IP, PPP, HTTP, FTP)。
展開的外設和匯流排介面 - 儘管流行的互連標準有時看起來是不朽的，但新的介面仍不斷代替舊的。幾乎在PC誕生後的20年，ISA匯流排就最終代替了PCI。 USB正在代替古老的串列、並行和PS/2連接埠。乙太網路隨處可見，FireWire (IEEE-1394)也正在強大。SCSI從來沒有成為PC中的主流（除了Apple的）。我們可以很好地繼續朝著擴充機制是經過中等和高速串列介面（USB, IrDA, FireWire,乙太網路……）的自由底板系統的邊緣邁進。
面嚮應用的system-on-chip處理器 - 大量高度綜合的基於one-chip systems的ARM、MIPS、PowerPC和x86正被開發來匹配各種大容量和成本敏感產品類似的產品的規格。現在，這些"application-on-chip"處理器描述了新種類的高度綜合、高效和成本有效單板機的素材。一些這樣的單板機出於成本/能源/綜合優勢，沒有約束的x86相容性。
嵌入式Linux - 在短短的幾年內，Linux就突破了計算情境的所有方面，提供了低成本、開放資源方案，支援開放標準、網路、通訊、Internet、圖形等。除了最初作為PC的Unix複製，Linux 現在支援和處理器一樣廣泛的"傳統"嵌入式作業系統。因此，支援不同結構的完全特性的作業系統在近幾年內戲劇性地增加了，這歸咎於Linux快速進化的效能和成長的結構中立，由此在競爭的處理器結構中產生了更多級的競爭。
考慮所有這些因素，很明顯，改變嵌入式單板機市場的條件成熟了！ 一點混亂理論

在嵌入式單板機市場結合PC結構和少數形態因素標準之前，定位2個和其他相似的單板機幾乎是不可能的。PC結構將命令程度（幾種外形和尺寸）帶入了混亂，作為統一的力量--持續了20年的情況。

現在，隨著新的介面（USB, FireWire,藍芽）、結構(MIPS, PowerPC, ARM)和作業系統（Linux）的標準建立，嵌入式單板機市場更好地準備進入新的生命週期階段--最初表現在提高作業系統、處理器結構、外設介面和物理形態因素的差異上。

下面我們介紹--支援/相容Linux的嵌入式單板機快速參考指南。

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摘自:嵌入式Linux