2023 年に知っておくべき開発およびプロトタイピング向けのトップ IoT ボード

IoT ハードウェアの世界、特にラピッド プロトタイピング プロセスと初期の技術スタック統合によるアジャイル ハードウェア開発では、エキサイティングな開発が起こっています。 IoT ハードウェア開発にアジャイルを採用すると、ワークフローが合理化され、従来のウォーターフォール方式と比較して柔軟性が高まります。 ただし、IoT ハードウェア開発にアジャイル手法を活用するには、適切な種類のボードを使用することから始まります。 堅牢な IoT 製品の構築に必要なマイクロコントローラー、マイクロプロセッサー、IoT ボードのおすすめを見てみましょう。

トップの IoT ボード リスト全体で「開発キット」について頻繁に言及しているのを耳にするでしょう。 つまり、開発キットは、改造用に作られた、ハッキング可能な小さなコンピューターです。 より具体的には、開発キットは通常、事前に認定された RF 通信を備え、カスタム回路とのインターフェースやコンポーネントのファームウェア開発のための入出力 (I/O) ピンに簡単にアクセスできるシングル ボード コンピューター (SBC) です。

プロセッサー (MCU または MPU) の選択は、部品表のコストに影響します。 組み込み C またはリアルタイム オペレーティング システム (RTOS) で動作する低消費電力の MCU は、組み込み Linux を実行できるより強力な MPU よりもコストが低くなります。

ただし、コストは MCU と MPU の選択の 1 つの側面ですが、はるかに重要なのは機能です。 それはソフトウェア/ファームウェアの複雑さによって決まります。 いくつかのセンサーを読み取ってデータを送信するだけであれば、安価で消費電力が低い MCU がおそらく最良の選択です。 機械学習やエッジホスト型アプリケーションなど、より複雑な操作を実行する必要がある場合は、より強力な MPU が必要になります。これにより、コストと消費電力が増加します。

MPU + Linux

Elixir で開発された IoT 固有のプラットフォームである Nerves は、MPU に推奨される Linux ソリューションです。 これにより、ベースライン ターゲット システムを迅速に (多くの場合は数週間以内) 確立できるようになり、プロジェクトの最小実行可能製品 (MVP) を 6 か月以内に開発することが容易になりました。

MCU + 組み込み C/RTOS

MCU の場合、組み込み C フレームワークである Zephyr RTOS は、350 を超えるボードの組み込みサポート、容易な拡張性を提供し、特定のクラウド製品に関連付けられません。 さらに、別のプロセッサ用にファームウェアを再コンパイルするのは驚くほど簡単で、低レベル、低コストのマイクロコントローラに最適です。

IoT ボードの検索を開始する際には、注意すべき重要なコンポーネントがいくつかあります。

1 つ目はボードの接続オプションです。 スマート デバイスはその接続機能によって主に定義されることを考えると、これは言うまでもありません。 また、ボードが周辺機器と必要な機能をサポートしているかどうかも確認する必要があります。 これらには、USB や HDMI などの一般的なポート、I2C や SPI などのシリアル プロトコル用のバス、調光可能なライトやサーボ モーターなどのパルス幅変調 (PWM) デバイス用のピン配置が含まれます。

最後に、オープンソース ハードウェア (OSHW) は常に大きな利点です。 回路図ファイルとガーバー ファイル (プリント基板 (PCB) 設計を示すファイル) も提供されている場合は、良い兆候です。

さっそく、2023 年の製品開発とラピッド プロトタイピング向けの IoT ボード トップ 10 を紹介します。このブログの執筆時点では、リストされているボードはすべて 100 ドル未満です。

私たちの新しいお気に入りのターゲットは、NXP i.MX6ULL です。 以前のお気に入り MPU と同様の接続オプションを提供しますが、在庫には i.MX6ULL ファミリがさらにあるようです。 残念ながら、このターゲットで以前に使用した一部の開発キットについては同じことが言えません。

徹底した検索の結果、さまざまなホスト ボードとうまく組み合わせられる Toradex Colibri i.MX 6ULL​​ SOM を発見しました。 私たちは主にフル機能の Colibri 評価ボードを使用してきましたが、他にもいくつかのキャリア ボード オプションが存在します。

SOM の優れた点は、十分なスペースと予算があれば、ホスト ボードに SODIMM コネクタを配置するだけで、周辺機器や大型製品の設計にかかる時間を節約できることです。 これは 2 つの理由で役立ちます。 まず、MPU の実行に必要なものはすべて SOM 上でホストされており、主な入力電源を提供するだけです。 2 番目に、Toradex はキャリア ボード用の設計ファイルを提供しており、カスタム設計をデバッグする際に便利なリファレンスとして機能します。