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      • 発行日 2024年1月26日
      • 最終変更日 2024年6月5日
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    シングルボードコンピュータガイド

    シングルボード・コンピューター(Single Board Computer、SBC)は、シンプルで堅牢であり、プログラミングも簡単なため、広く利用されています。これらのコンピュータは1つの基板上に必要な構成要素が統合されており、小型で取り扱いが容易です。

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    <p>シングルボードコンピュータ(Single Board Computer、SBC)は、シンプルで堅牢であり、プログラミングも簡単なため、広く利用されています。これらのコンピュータは1つの基板上に必要な構成要素が統合されており、小型で取り扱いが容易です。</p> 

    <p><a href=https://jp.rs-online.com/web/c/raspberry-pi-arduino-development-tools/development-tools-single-board-computers/single-board-computers/>シングルボードコンピュータ</a>は、学校、研究室、家庭、コンピュータクラブなどで一般的に使用されています。これらは、コーディングやロボット工学などの学習に適した手頃な価格の方法です。コンパクトで効率的、かつ非常に信頼性があり、これらのコンピュータは自動化、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/automation-control-gear/>機器の監視と制御</a>、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/security-ironmongery/>セキュリティ</a>および監視、軍事アプリケーションなど、単純で頑丈なボードが必要な産業のさまざまな用途に重要です。</p> 

    <p>これらのデバイスは通常、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/esd-control-cleanroom-pcb-prototyping/prototyping-boards/backplanes-motherboards/>バックプレーン</a>と組み合わせて使用され、これによりシングルボードコンピュータをシステムに簡単に接続し、非常にコンパクトな配置で使用できます。</p> 

    <p>以下では、これらのSBCが何であるか、どのように動作するか、そしてどのように選ぶかについて見ていきます。</p> 

    シングルボードコンピュータとは何か?

    <p>シングルボードコンピュータは、一つの基板に搭載されたコンピュータです。この場合、基板は回路基板であり、コンピュータは<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/semiconductors/processors-microcontrollers/microprocessors/>マイクロプロセッサ</a>、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/semiconductors/memory-chips/>メモリ</a>、および入出力などのさまざまなコンポーネントから構成されています。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータは、できることではなく、その設計によってデスクトップコンピュータやパーソナルコンピュータと区別されます。シングルボードコンピュータは、完全なコンピュータのすべての要素が一つの回路基板に含まれている特徴を持っています。対照的に、デスクトップコンピュータは、コンピュータの重要なコンポーネントに対するスロットがあるマザーボードを備えています。デスクトップコンピュータでは、プロセッサ、メモリ、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/memory-data-storage/>ストレージ</a>、入出力デバイス、および他の基本的なコンポーネントは、マザーボード上のソケットを介して接続されます。シングルボードデザインでは、すべてが自己完結しています。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータは、デスクトップコンピュータとは異なる能力を持っています。デスクトップコンピュータでは、マザーボードに機能を追加するには、通常、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/>周辺機器</a>をマザーボードのスロットに差し込むことで行われます。たとえば、高性能なビデオカードは、マザーボードの特定のスロットに挿入されます。シングルボードコンピュータでは、これらのコンポーネントも含め、すべてが回路基板の一部となっています。そのデバイスはそのまま使用できる状態です。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータは非常に異なっており、それらの一部は単純なプロセスを制御するために使用されるため、平均的なデスクトップコンピュータと比較して非常に遅く制限されています。</p> 

    <p>過去10年間で、シングルボードコンピュータは大きな成長を遂げています。小型で手頃な価格、稼働コストも安いですが、それは性能において劣っているわけではありません。7,000円~2万円程度の機械は、おおよそ15年前の標準的なデスクトップPCと同等のユーザーエクスペリエンスを提供します。そして以前には考えられませんでしたが、多くのモデルで4Kディスプレイが使用できるようになりました。</p> 

    シングルボードコンピューターの仕組みは?

    <p>基本的に、シングルボードコンピュータはデスクトップPCとほぼ同じ方法で動作します。マザーボード、プロセッサ、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/computer-components-software/ram/>RAM</a>、電源システム、グラフィックスおよびサウンドチップ、およびルータ、USBデバイス、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/networking-wifi/routers/>ルータ</a>、モニター、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/audio-video/speakers/>スピーカー</a>、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/keyboards-mice/mice/>マウス</a>、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/keyboards-mice/keyboards/>キーボード</a>などの周辺機器への様々なコネクタがあります。データストレージは通常、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/memory-data-storage/sd-cards/>SDカード</a>などの取り外し可能なデバイスの形で行われ、通常はオペレーティングシステムも含まれていますが、一部には最初から組み込まれたストレージもある場合があります。</p>

    ベストなシングルボードコンピュータとは

    <p>最良のシングルボードコンピュータを選ぶことは、Windows、iOS、Androidの選択と同じようなものであり、それは主にコスト、どれだけパフォーマンスが必要か、そして何に使用するかに依存します。物理的なサイズ、納期、および年齢などの要因も考慮されることがあります。</p>

    SBC購入時の注意点

    <p>シングルボードコンピュータは非常に厳しい環境条件で使用されるため、選択されたデザインが予想される環境の下で信頼性のあるサービスを提供できることが最も重要です。最小および最大動作温度、デバイスのサイズ、ソケットの種類、およびその他の要因は、それが特定のアプリケーションに適しているかどうかに影響します。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータは、拡張性の観点からはマルチボードデザインよりも固有の柔軟性が少ないですが、多くの異なる拡張スロットを備えたシングルボードコンピュータの選択肢は急速に増加しています。これに加えて、非常に専門化されたデザインも多くあり、スペースが限られている埋め込みアプリケーションに対する非常に強力なソリューションを提供しています。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータは通常、デスクトップコンピュータの性能の上限を持たないことが一般的ですが、現代の進歩により非常に強力になっています。BeagleBoard、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/raspberry-pi-arduino-development-tools/raspberry-pi-shop/raspberry-pi/>Raspberry Pi</a>などのオプションもあり、非常にアクセスしやすく、開発者は非常に小さな回路基板上に完全なコンピュータを取得し、実用的な機器を構築したり、単に実験したりすることができます。電子機器全般と同様に、シングルボードコンピュータの価格は時間とともに下がり、同時に機能が拡張されています。</p> 

    シングルボードコンピュータの用途

    <p>シングルボードコンピュータは、組み込みアプリケーションで頻繁に使用されています。組み込まれたコンピュータは拡張できず、それが設計されたタスクに必要な入出力機能のみを実行します。たとえば、自動販売機には自動販売機の機能を制御するための組み込みのシングルボードコンピュータが搭載されているかもしれませんが、そのコンピュータに機能を拡張するためのハードウェアを追加する手段はありません。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータはよくバックプレーンに挿入されます。バックプレーンは入出力デバイスをコンピュータに接続できるようにします。シングルボードコンピュータは<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/esd-control-cleanroom-pcb-prototyping/pcb-handling/pcb-holders/?applied-dimensions=4294854038>ラックシステム</a>でよく使用され、これによりシステムの信頼性が高いかつ迅速な統合が可能です。</p> 

    <p>技術的にはシングルボードコンピュータはオフィスの業務をいくつか実行できるかもしれませんが、主流のオフィスソフトウェアのサポートに問題があるため、そのような方法で使用されることはあまりありません。しかし、工業・<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/automation-control-gear/plcs-hmis-industrial-computing/>産業用コンピューティング</a>用途では、単なるプログラマブルな機械を制御する手段として安価に使用されることもありますし、基本的なサーバーを実行するためにも使用されています。</p> 

    <p>おそらく現在の主な用途は教育と実験です。安価なため、クラス全体にこれらのデバイスを提供することができます。プログラムを学ぶために使用されることがあり、それがScratchであろうともっと高度な言語であろうとも、またはロボット工学や3Dプリントなどを学ぶために使用されることもあります。また、家庭にも浸透しており、単なる興味や<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/automation-control-gear/plcs-hmis-industrial-computing/iot-gateways/>IoTアプリケーション</a>、ホームネットワーキングのようなプロジェクトをセットアップするために使用されています。</p> 

    <p>産業やビジネスアプリケーションでは、セキュリティや基本的なコントローラにシングルボードが使用されることがよくあります。シンプルな性質のため、頑丈に設計され、かつ簡単かつ迅速に交換できるようになっています。また、大型産業機械のコントローラとしても使用されることがあります。その他にも、専門のタブレットコンピュータ、ドローン、または監視システムの制御に頻繁に使用されます。</p>

    シングルボードコンピュータが産業界で使われる理由

    <p>シングルボードコンピュータは、ほとんどの自動化タスクを実行するために必要な機能を備えており、専門の設計にも広く利用できます。これらのコンピュータは、通常シングルボードコンピュータが使用されるアプリケーションに対して、典型的なデスクトップコンピュータを使用する場合よりもいくつかの重要な利点があります。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータは非常に小型です。これにより、スペースが限られているデバイスに埋め込むことができます。SBCは非常に効率的であり、これにより省電力で優れた性能を発揮します。これらの利点に加えて、シングルボードコンピュータは自己完結しており、厳しい環境条件下でも信頼性があります。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータは通常、マルチボードコンピュータよりも容量が少ないにも関わらず、価格が高いことがあります。シングルボードコンピュータは特殊な機器であり、標準のマルチボードマザーボードと同じ量で製造されていないためです。しかし、これらのコンピュータの信頼性は、産業において非常に費用対効果の高いソリューションとなっています。さらに、自己完結しているため、コンピュータを交換する必要がある場合には比較的簡単に交換できます。</p> 

    <p>さまざまなバックプレーンのオプションにより、これらのコンピュータはその能力を拡張することができ、その設計に過度に制限されることはありません。実際、特定のタイプのバックプレーン配置では、シングルボードコンピュータは通常のマルチボードコンピュータよりもさらに拡張された容量を提供し、かつはるかにコンパクトなスペースで行うことができます。</p> 

    シングルボードコンピュータの種類

    <p>シングルボードコンピュータはさまざまな種類があります。最も一般的なタイプは、バックプレーン接続用に設計されたものです。これらはさまざまなアーキテクチャに対応するデザインで、Intelアーキテクチャなどが含まれています。これには、PXI、VXI、およびCompactPCIのタイプが広く利用されています。 最近では、多くのメーカーがこの技術に参入しており、以下は市場で最も人気のあるブランドのいくつかです。</p> 

    Intel SBC

    シングルボードコンピュータ

    <p>シングルボードコンピュータ中でもIntelは、高性能なシングルボードコンピュータのシリーズを製造しています。これらは実際にはデスクトップPCの代替として適しており、WindowsまたはLinuxをインストールでき、クアッドコアのGPU、プロフェッショナルなケース、すぐに使用できる完全な接続性が付属しています。これらは主にホビイスト向けではなく、その品質に見合った価格が付いています。これらはオフィス環境やゲームにも使用できます。</p> 

    Raspberry Pi SBC

    Raspberry Pi

    <p><a href=https://jp.rs-online.com/web/c/raspberry-pi-arduino-development-tools/raspberry-pi-shop/>Raspberry Pi</a>はおそらく最もよく知られたシングルボードコンピュータのメーカーであり、学校や大学、研究所、産業アプリケーションなどさまざまな場所で見つけることができます。それらは非常に手頃な価格であり、テクノロジーに適応するための新しいモデルの供給が絶えません。Raspberry Piの利点の一つは、それが非常に普及しているため、ユーザーが既に経験がある場合、それを使用する方法を学ぶのにあまり時間がかからないことです。</p>

    Arduino SBC

    Arduino

    <p><a href=https://jp.rs-online.com/web/c/raspberry-pi-arduino-development-tools/arduino-shop/arduino/>Arduino</a>はRaspberry Piに似た製品であり、同社は手頃な価格で小型かつ拡張可能なシングルボードコンピュータを製造しています。ただし、ハードウェアとソフトウェアの両方がオープンソースであるため、コストを抑えるのに役立っています。ArduinoはXinuオペレーティングシステム上で動作し、CおよびC++を使用してプログラムすることができます。OSが一般的なシステムと統合されることを意図している場合、互換性の問題が発生する可能性がありますが、これらの基本的なマシンは専門的なアプリケーションとして使用されることは少ない傾向があります。これらはコーディングの学習や機械の実行、またはノベルティアプリケーションに最適であり、子供たちにとって素晴らしいものですが、ノウハウがあれば専門的な機能を実行する方法でもあります。そして、安価な価格でArduinoを実験することができます。</p> 

    シングルボードコンピュータの仕様

    <p>シングルボードコンピュータはさまざまなニーズに対応することができます。一部のデバイスには、オーディオアプリケーション、ネットワーキングアプリケーション、ワイヤレスアプリケーションなどに適した<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/semiconductors/interface-ics/input-output-controllers/>I/Oインターフェース</a>が付属しています。これらのデバイスを既にこれらの用途を目的として購入できます。</p> 

    <p>シングルボードコンピュータは、一般的にすべてのコンポーネントが1つのボードに搭載されているという点でマルチボードコンピュータと区別されますが、一部には拡張スロットが付属しているものもあります。これらの拡張スロットには、microSD、Mini PCI、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/computer-components-software/network-cards/?applied-dimensions=4294687886>PCI</a>、ISA、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/computing-peripherals/computer-components-software/network-cards/?applied-dimensions=4292604591>PCI Express</a>などが含まれます。また、CRT、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/connectors/av-connectors/dvi-connectors/>DVI</a>、<a href=https://jp.rs-online.com/web/c/connectors/av-connectors/hdmi-connectors/>HDMI</a>、VGAなど使用するポートの特定のタイプに基づいて購入することもできます。</p> 

    <p>基本的な要件に関しては、デスクトップコンピュータを購入する場合に評価するであろう仕様と非常に類似しています。プロセッサのクロック速度、フロントサイドバスのクロック速度、デバイスで使用されているプロセッサのタイプ、サポートされるメモリの量などは、これらのデバイスを選択する際に考慮されます。これらのデバイスは多くが単純なアプリケーションで使用されるため、デスクトップに比べて比較的低い消費電力のシングルボードコンピュータを購入することは、費用対効果を高める手段となります。</p> 

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