SBC
目前的嵌入式 SBC 平台主要使用的国产货源完全可以覆盖从入门到高端的应用需求,并且价格优势明显。对于嵌入式开发者来说,了解市场上的 SoC 和 SBC 货源、价格区间、采购渠道,是项目立项和硬件选型的基础工作。
市场中主要有两类厂商:SoC 厂商生产核心芯片,底板厂商(或称开发板厂商)根据 SoC 设计制造核心板和底板,最终形成完整的 SBC 产品。嵌入式开发者可以采购现成的 SBC 快速原型开发,或者也可以直接采购 SoC 芯片自行设计板卡,后者需要较高的准入门槛,一般需要企业级的实力支持。
嵌入式 SoC 分级
从性能和应用场景来看,嵌入式 SoC 可以分为四个级别,不同级别对应不同的采购价格和开发难度。
| 级别 | 典型应用 | 国产代表 | 国外代表 | 价格区间 |
|---|---|---|---|---|
| 裸机级 | 简单控制、传感器节点 | 芯科微、宏晶 STC | Microchip PIC、AVR | ¥1-5 |
| RTOS 级 | 工业控制、消费电子 | 兆易创新 GD32 | 意法 STM32、NXP Kinetis | ¥5-50 |
| 嵌入式 Linux 级 | 网关、HMI、工控屏 | 全志、瑞芯微 | 树莓派 BCM、NXP i.MX | ¥50-200 |
| Linux 级 | 边缘计算、AI 推理 | 瑞芯微 | 高通 QRB、NVIDIA Jetson | ¥200-2000+ |
手机 SoC 厂商(华为海思、紫光展锐、联发科)不在此列,手机生态较为封闭,芯片通常不对外销售,而是通过手机厂商的产业链流通。但值得注意的是,一些旧款手机 SoC 会流向工业级应用市场,如海思的某些系列芯片在安防和监控领域应用广泛。
国产主流 SoC 厂商
瑞芯微 Rockchip
瑞芯微是目前国内嵌入式 SoC 的性能天花板,广泛应用于高端平板、云服务器、智能座舱和边缘计算设备。其旗舰产品 RK3588 在综合性能上约相当于骁龙 865 到骁龙 7 Gen 1 的水平,足以应对大多数嵌入式 Linux 应用。
旗舰系列:RK3588 / RK3588S
核心参数包括 8 核 CPU(4 个 A76 大核 + 4 个 A55 小核),主频最高 2.4GHz;6 TOPS 算力的 NPU,支持 INT4/INT8/INT16/FP16 混合精度计算;支持 8K@60fps 视频解码和 8K@30fps 编码;Mali-G610 GPU 支持 OpenGL ES 3.2、Vulkan 1.2、OpenCL 2.2。
接口极其丰富是其最大优势,包括双千兆以太网口(支持多 GMAC)、PCIe 3.0、USB 3.2 Gen1、SATA 3.0、MIPI CSI(最多 6 路摄像头输入)、HDMI 2.1、eDP 1.3 等。这使得 RK3588 非常适合需要多路摄像头、多网络接口的高端应用。
中端系列:RK3568 / RK3399
RK3568 是 RK3588 的简化版,4 核 A55 CPU,1TOPS NPU,适合中端应用;RK3399 是上一代旗舰,双 A72 + 四 A53,虽然性能不如 RK3588 但生态成熟、资料丰富,价格更低(核心板 ¥150 左右),适合对性能要求不极端的项目。
全志科技 Allwinner
全志是瑞芯微的老对手,其芯片在开源社区中极受欢迎,被称为"高性价比与开源之王"。全志的策略是稳扎稳打,功耗控制优秀,开源社区支持极好(Armbian、Mainline Linux 对全志芯片的支持通常是最好的)。
T 系列 - 工业/车载
代表作 T527(8 核 A55 + 2 核 RISC-V)和 T507(4 核 A55),主打工业级应用和车载场景。T527 集成了双核 RISC-V 用于实时处理,支持 3 路 GigE Vision 相机,非常适合机器视觉应用。全志芯片的温度范围广(-40°C 到 85°C),可靠性高。
H 系列 - 多媒体
H616、H618 是香橙派、香蕉派等开源开发板的常用芯片,性能适中(4 核 A53),视频解码能力强,价格极低(完整开发板 ¥100-150),适合入门学习和轻量级应用。
F 系列 - 安防
F133 是全志针对安防监控市场的芯片,集成 H.265 编码和图像信号处理器,在 IPC(网络摄像头)市场应用广泛。
晶晨半导体 Amlogic
如果你关注的是视频编解码、图形渲染或者高清显示,晶晨是绕不开的选择。晶晨在电视盒子、智能电视、投影仪市场占据主导地位,其芯片的视频处理能力极其出色。
A311D / A311D2
A311D 是一款高性能芯片,4 核 A73 + 2 核 A53,Mali-G52 GPU,5 TOPS NPU。A311D2 的性能更强,常被用于高端智能显示屏、视频会议终端、广告机。如果你要做图像识别或高性能视频播放器,晶晨的效率极高。
S905 系列
S905X3、S905Y4 等芯片是中端市场的主力,4 核 A55,支持 4K@60fps 解码,价格低廉(完整板卡 ¥80-120),适合电视盒子、数字标牌等应用。
芯驰科技 SemiDrive / 地平线 Horizon
这两家公司代表了国产 SoC 向"车规级"和"高算力 AI"转型的最高水平,主要面向智能驾驶和车联网市场,产品通常需要通过车规认证,价格较高。
地平线 - 旭日系列
旭日 3(X3)、旭日 5(J5)是地平线的嵌入式 AI 芯片,特点是集成了极强 AI 算力的 BPU(Brain Processing Unit)。地平线开发板(如"地平线博派")在机器人开发者中非常火,因为 BPU 处理视觉算法的效率极高,功耗却远低于 GPU。
旭日 3 的 AI 算力约 5 TOPS,旭日 5 可达 128 TOPS,适合自动驾驶、机器人视觉、工业检测等场景。
芯驰 - E9/X9 系列
E9 系列是智能驾驶芯片,X9 系列是智能座舱芯片。芯驰的优势是"一芯多屏",可以在单颗 SoC 上同时运行 Linux、Android 和 RTOS,支持仪表盘、中控、副驾屏等多屏显示。
国外主流 SoC 厂商
NVIDIA Jetson
NVIDIA 的嵌入式 SoC 强在 GPU 算力,这是高通、瑞芯微无法比拟的。Jetson 系列专为边缘 AI 和机器人设计,提供了完整的 AI 开发环境。
产品线:
Jetson Nano(已停产,入门级)、Jetson TX2 NX(中端)、Jetson Orin Nano(中端,性能提升)、Jetson AGX Orin(旗舰,275 TOPS AI 算力)。
AGX Orin: 基于 Ampere 架构的 GPU,最高 2048 个 CUDA 核心,64GB LPDDR5 内存,AI 算力可达 275 TOPS(INT8)。在处理深度学习、自动驾驶算法时,远超任何手机 SoC。
优势: CUDA 生态成熟,TensorRT、DeepStream 等工具完善,适合快速原型开发。
劣势: 价格昂贵(AGX Orin 开发套件 ¥6000+),功耗高(10-30W),体积大。
应用: 自动驾驶、高级机器人、医疗影像识别、工业检测。
高通 QRB - Qualcomm Robotics RB
高通直接将手机芯片改造为工业/机器人专用 SoC,如 QRB5165 本质上就是骁龙 865 的机器人版。性能基本等同于同代旗舰手机,原生支持 5G、Wi-Fi 6、蓝牙 5.2 和极强的 ISP(摄像头处理)能力。
RB5 (QRB5165): 骁龙 865 平台,Kryo 585 CPU,Adreno 650 GPU,Hexagon 696 DSP,15 TOPS AI 算力。支持 4K@60fps 视频、5G、Wi-Fi 6。
优势: 手机级别的 ISP 和多媒体处理能力,适合高端机器人、无人机、AR/VR 设备。
劣势: 价格昂贵(开发板 ¥4000+),文档和社区支持不如 NVIDIA Jetson。
树莓派 Broadcom
树莓派使用的是博通定制 SoC,虽然性能不如上述厂商,但胜在生态完善、资料丰富、社区支持好,是教学和入门的首选。
RP1 / RP3: 树莓派 5 使用的 Broadcom BCM2712,4 核 A72,性能相当于入门级手机,但足以运行 Linux 和桌面应用。
优势: 社区极其活跃,几乎任何问题都能在网上找到答案;文档完善,官方持续更新;硬件设计开源,可以自行设计兼容板。
劣势: 性能一般,接口相对简单,不适合高性能应用。
价格: 树莓派 5 (4GB) 约 ¥400,性价比不如国产板卡,品牌溢价高。
SBC 开发板厂商
国内 SBC 开发板厂商众多,主要分为以下几类:
工业级厂商: 迅为、米尔、飞凌、创客思。这些厂商的产品定位工业应用,核心板和底板分离,提供完整的 SDK、技术支持和长供货周期(5-10 年)。价格较高,但可靠性和服务有保障。
教育级厂商: 正点原子、野火、韦东山。这些厂商面向教学市场,提供详细的教程、视频课程、源代码分析,适合初学者入门。开发板价格适中(¥200-500),资料丰富。
社区驱动厂商: 香橙派、NanoPi、Libre Computer、Khadas。这些厂商依托开源社区,产品性价比极高,适合个人开发者和创客。文档和驱动由社区维护,更新快但可能不稳定。
品牌厂商: 树莓派、BeagleBoard、NVIDIA Jetson。这些是原厂或官方产品,品质有保障但价格较高,适合商业应用。