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作為電子工程師中曾經(jīng)的一員，我一向?qū)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E5%8D%95%E6%9D%BF%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA/">單板計(jì)算機(jī)抱有極大的熱情。起始于樹(shù)莓派、beaglebone black，讓我見(jiàn)識(shí)到了國(guó)外開(kāi)源硬件的魅力；中途又流連忘返于以國(guó)產(chǎn)全志、瑞芯微處理器為代表的諸如香蕉派，F(xiàn)irefly平臺(tái)；但是在單板計(jì)算機(jī)的性能天花板上，有一位會(huì)當(dāng)凌絕頂?shù)耐婕摇袚P(yáng)的UP系列開(kāi)發(fā)板。如今，UP4000來(lái)了，這是不是性能最強(qiáng)且尺寸最小的單板計(jì)算機(jī)呢？盤(pán)它！
UP4000單板計(jì)算機(jī)
對(duì)于單板計(jì)算機(jī)，大家最關(guān)注的莫過(guò)于它的性能、功能、以及生態(tài)系統(tǒng)如何，不急，我們一樣一樣來(lái)看。首先了解下硬件配置，相信這也是大家喜聞樂(lè)見(jiàn)的。如下圖所示，UP4000底部的散熱器已經(jīng)取下，從這些散熱硅脂墊也能發(fā)現(xiàn)，具體涉及到的散熱元件包括了核心的CPU、內(nèi)存、電感等，在重度負(fù)載下，這些都是發(fā)熱大戶。
拿掉散熱器后整個(gè)板子的尺寸也更加小巧了，長(zhǎng)寬為85.6 mm x 56.5 mm。
配置上，我拿到的是UP4000的最高配置，核心CPU為英特爾的奔騰N4200，8GB的內(nèi)存+64GB的存儲(chǔ)。當(dāng)然除了這個(gè)配置，UP4000系列還有英特爾N3350、E3950處理器，以及不同的內(nèi)存、存儲(chǔ)組合，用戶可以根據(jù)需求選擇。
下圖則是UP4000的硬件框，基本上可以概覽全部的功能，從另一方面也能發(fā)現(xiàn)板載的元器件非常豐富。
UP4000涉及到的具體板載資源如下：
內(nèi)存為美光的內(nèi)存，4顆2GB的LPDDR4，總共8GB，板載的存儲(chǔ)為閃迪的64GB eMMC5.1。如果你覺(jué)得板載的存儲(chǔ)不夠用，那沒(méi)關(guān)系，可以通過(guò)擴(kuò)展板實(shí)現(xiàn)M.2接口的固定硬盤(pán)的擴(kuò)展。
瑞昱的千兆以太網(wǎng)控制器RTL 8111，支持PCIe接口，連接千兆RJ45網(wǎng)口；
LATTICE FPGA（LCMXO2-640HC-6MG132C），通過(guò)它引出了40 PIN的擴(kuò)展接口，包含了SPI、I2C、I2S、ADC、PWM、UART、GPIO等信號(hào)。
英飛凌的TPM芯片（SLB9670VQ20），即安全芯片。TPM也就是可信平臺(tái)模塊，能保護(hù)嵌入式設(shè)備與系統(tǒng)的完整性和可靠性。借助安全密鑰存儲(chǔ)和對(duì)多種加密算法的支持，能為關(guān)鍵數(shù)據(jù)和進(jìn)程提供了強(qiáng)大的保護(hù)。大家可以看下自己電腦上的計(jì)算機(jī)管理，基本上都會(huì)搭載這個(gè)模塊。
瑞昱的音頻編解碼器（ALC888），對(duì)應(yīng)引出6pin wafer接口，包含了麥克輸入、音頻輸出。
英飛凌的N溝道MOSFET（BSC0923NDI）。
德州儀器的電源管理芯片TPS650940A0，TPS56C215和TPS568215。
ETRONTECH的USB3.0控制器（EJ899I），連接USB TYPE-C口，不僅支持USB3.2，而且還支持DP1.2，所以板載的USB-C口還支持4K @60Hz的顯示輸出。值得注意的是，USB Type-C接口同時(shí)支持USB OTG功能，可以提供5V@3A的供電。
有關(guān)于UP4000具體的系統(tǒng)參數(shù)、功能、接口也可以參考下表：
UP4000上的功能接口非常多，記不住的話也沒(méi)關(guān)系，你只需要知道有沒(méi)有你想要的功能接口就行了，接下來(lái)就實(shí)際上電感受下。
UP4000燒錄系統(tǒng)上電
將UP4000底部的散熱器裝回去，不裝回去怕壓不住熱量把CPU給“熱”爆了。連接上鍵盤(pán)和鼠標(biāo)，通過(guò)HDMI線連接顯示器，接通電源。
可以發(fā)現(xiàn)，UP4000進(jìn)入了單板計(jì)算機(jī)的bios，看來(lái)出廠不內(nèi)置系統(tǒng)。
那我們就要來(lái)裝個(gè)系統(tǒng)，看官方的介紹，可以支持windows10完整版，windows IoT操作系統(tǒng)，Yocto，以及Ubuntu 系統(tǒng)，本次測(cè)試安裝的是Ubuntu系統(tǒng)。
安裝完后可以從Ubuntu系統(tǒng)中看到CPU更詳細(xì)的信息，英特爾奔騰N4200處理器，x86架構(gòu)，CPU的主頻顯示為800MHz~2.5GHz，性能怎么樣呢？
實(shí)際做了兩組的測(cè)試，一是通過(guò)開(kāi)源多線程的性能測(cè)試工具sysbench，這個(gè)工具可以最大程度的測(cè)試CPU的極限性能；二是通過(guò)測(cè)試工具memtester，用于給定的內(nèi)存去測(cè)試內(nèi)存錯(cuò)誤，反饋結(jié)果，在這個(gè)測(cè)試中，我又給它加了一個(gè)計(jì)時(shí)功能，通過(guò)測(cè)試給定的256MB內(nèi)存大小所用的時(shí)間來(lái)查看CPU的性能。
而結(jié)果也很顯而易見(jiàn)，與樹(shù)莓派3B比較，第一個(gè)測(cè)試大概為2倍的性能，第二個(gè)測(cè)試大概是3倍多的性能，優(yōu)勢(shì)非常明顯。除了本身參數(shù)型的性能測(cè)試外，UP4000搭載Ubuntu系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)日常的網(wǎng)頁(yè)瀏覽，視頻播放等等也是完全可行的，完全可以當(dāng)做一臺(tái)便攜式的計(jì)算機(jī)來(lái)使用。（想了解具體測(cè)試過(guò)程/結(jié)果可以觀看視頻）
此外，不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，UP4000的控制功能也非常多，可以通過(guò)命令直接實(shí)現(xiàn)，比如控制上面的GPIO口，PWM信號(hào)等。另外，如果你加上轉(zhuǎn)接板，還可以安裝邊緣計(jì)算卡UP AI CORE，直接兼容Intel官方提供的SDK，上手也比較容易?；?a class="article-link" target="_blank" href="/e/1592241.html">人工智能的邊緣計(jì)算的最大的好處就是不用依賴(lài)云端，實(shí)現(xiàn)更加可靠和快速的推理，尤其面對(duì)穩(wěn)定可靠性較高的工業(yè)應(yīng)用，現(xiàn)在這種解決方式越來(lái)越受到廠商青睞，而UP4000+AI Core也是一個(gè)非常不錯(cuò)的組合。
小結(jié)
對(duì)于UP4000，體驗(yàn)下來(lái)其實(shí)很好總結(jié)，比他小的單板計(jì)算機(jī)性能沒(méi)他強(qiáng)，比他性能強(qiáng)的單板計(jì)算尺寸沒(méi)它小，很是任性。那么，你需要它嗎？
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