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Qu'est-ce qu'une carte CPU ?

Une carte CPU est une puce de contrôle du système et de ses périphériques montée sur une carte.

Comme les périphériques couramment utilisés sont montés sur la carte, dans la plupart des cas, la conception d'une carte dédiée peut être omise et la conception du logiciel peut commencer immédiatement. Dans certains cas, les pilotes de périphériques et les systèmes d'exploitation nécessaires sont également fournis, de sorte qu'une fois la conception du logiciel terminée, celui-ci peut être implémenté sur la carte CPU et commercialisé tel quel.

De plus, il est possible de concevoir une carte dédiée en supprimant le matériel inutile. L'avantage des cartes CPU est donc que les systèmes peuvent être développés rapidement et facilement.

Utilisations des cartes CPU

Les cartes CPU sont utilisées dans les équipements grand public où des microcontrôleurs à puce unique sont installés, et comme contrôleurs pour des systèmes commerciaux plus importants.

1. Automatisation des usines

Les cartes CPU jouent un rôle central dans les équipements d'automatisation des usines. Ces dispositifs sont conçus pour améliorer l'efficacité de la production et les cartes CPU optimisent le fonctionnement des machines en contrôlant divers capteurs et actionneurs. De plus, comme le traitement des données en temps réel est nécessaire, les cartes CPU doivent être très rapides et très performantes.

2. Industrie de la vente au détail

Les caisses enregistreuses POS sont des systèmes indispensables pour le contrôle des ventes et des stocks dans le secteur de la vente au détail, où les cartes CPU doivent fonctionner avec des périphériques tels que des lecteurs de codes-barres et des imprimantes pour effectuer rapidement des traitements complexes.

Les longues heures de fonctionnement continu et l'efficacité énergétique sont également des facteurs importants, c'est pourquoi les cartes CPU sont utilisées avec une durabilité et une efficacité élevées.

3. Soins médicaux

Les équipements médicaux nécessitent des cartes CPU d'une grande fiabilité, car ils traitent des informations vitales qui peuvent affecter la vie des patients. Par exemple, dans les équipements d'imagerie diagnostique et les électrocardiographes, un traitement précis et rapide des données est essentiel et des cartes CPU de haute qualité sont utilisées.

4. Sécurité

Les équipements de surveillance, tels que les caméras de sécurité et les systèmes de contrôle d'accès, nécessitent une analyse des données et de la vidéo en temps réel. C'est pourquoi des cartes CPU à haute vitesse et à capacité de traitement stable sont utilisées, contribuant ainsi à l'amélioration des performances des équipements de surveillance.

Principe des cartes CPU

1. Matériel

Sur une carte CPU, qu'il s'agisse d'un micro-ordinateur à puce unique ou d'une carte CPU dotée d'un CPU polyvalent, on trouve une mémoire, des unités d'entraînement telles que HDD/CD-ROM et leurs dispositifs de contrôle, des pilotes USB, des pilotes I/F série, des pilotes Ethernet, des pilotes I/F HDMI, etc. De nombreux dispositifs qui ne sont pas intégrés dans le microcontrôleur mais qui sont souvent utilisés dans le développement de systèmes, tels que la mémoire, les unités d'entraînement telles que les disques durs/lecteurs de CD-ROM et leurs dispositifs de contrôle, les pilotes USB, les pilotes I/F série, les pilotes Ethernet, les pilotes I/F HDMI et les convertisseurs AD/DA, sont mis en œuvre.

2. Logiciels

En général, un système d'exploitation, des pilotes de périphériques et un microprogramme sont fournis pour faire fonctionner le microcontrôleur, l'unité centrale et les périphériques sur la carte de l'unité centrale. Le système d'exploitation le plus courant pour les microcontrôleurs monopuces est celui basé sur μIRON, en plus des systèmes d'exploitation propriétaires fournis par les vendeurs de puces. En revanche, Windows, Linux et Android sont des systèmes d'exploitation couramment utilisés pour les unités centrales polyvalentes.

Comment choisir une carte CPU

Lors du choix d'une carte CPU, il convient de tenir compte des facteurs suivants.

1. Objectif et performances

Définissez l'usage de la carte CPU et les performances requises. Par exemple, il est important de choisir une carte CPU dont les performances sont adaptées à votre application, comme les appareils IoT, la commande de robots ou le traitement d'images.

2. Processeur

Le type et les performances du processeur embarqué sont un facteur important dans le choix d'une carte CPU. Les processeurs sont disponibles dans les architectures ARM, x86, MIPS et RISC-V. Le choix se fait en fonction de la puissance de traitement requise, de l'application et de la consommation d'énergie.

3. Mémoire

La carte CPU contient de la RAM et de la ROM (mémoire flash). Choisissez une carte avec une capacité de mémoire suffisante en fonction des exigences de votre projet.

4. Interfaces E/S

La carte CPU peut être équipée de GPIO (General Purpose Input/Output), UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), I2C (Inter-Integrated Circuit), SPI (Serial Peripheral Interface (SPI)). Interface périphérique série (SPI), USB, Ethernet, Wi-Fi et Bluetooth. Sélectionnez une carte dotée de l'interface requise pour votre projet.

5. Alimentation

La carte CPU est alimentée par une batterie ou une alimentation externe. Il est important de choisir une carte adaptée à l'alimentation utilisée dans votre projet.

6. Taille

La taille de la carte CPU est également un facteur de choix. Les cartes plus petites conviennent aux projets qui doivent tenir dans un espace limité.

7. Système d'exploitation et environnement de développement

Si des performances strictes en temps réel sont requises, choisissez une carte CPU avec un système d'exploitation en temps réel ou un environnement de développement qui permet de développer sans système d'exploitation. Si une application est requise et ne peut fonctionner que sur un système d'exploitation spécifique, choisissez en fonction des exigences de l'application.