Thủ thuật Raspberry Pi

Tổng hợp các loại bo mạch máy tính nhúng phổ biến

Đăng vào bởi Đào Đức Phong
Trong kỷ nguyên Internet vạn vật (IoT), bo mạch máy tính nhúng (hay còn gọi là Single Board Computer – SBC) đã trở thành “trái tim” của hàng ngàn dự án sáng tạo, từ Smart Home cho đến các robot tự hành. Tuy nhiên, với sự đa dạng của thị trường hiện nay, việc lựa chọn giữa các loại máy tính nhúng như Raspberry Pi, Orange Pi hay Jetson Nano có thể khiến nhiều người bối rối.
Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về bo mạch, các loại bo mạch máy tính nhúng và giúp bạn tìm ra chiếc mạch phù hợp nhất với nhu cầu của mình.

Bo mạch máy tính nhúng (SBC) là gì?

Board máy tính nhúng, hay thường được gọi dân dã là mạch máy tính nhúng, là một hệ thống máy tính hoàn chỉnh được tích hợp trên một bo mạch duy nhất. Khác với máy tính để bàn (PC) cồng kềnh với các linh kiện rời rạc, một bo mạch nhúng đã bao gồm đầy đủ: vi xử lý (CPU), bộ nhớ (RAM), chip đồ họa (GPU) và các cổng kết nối I/O.
Đặc điểm nổi bật của các dòng mạch này là kích thước nhỏ gọn (thường chỉ bằng thẻ ATM), tiêu thụ ít điện năng nhưng sở hữu khả năng xử lý mạnh mẽ, đủ để chạy các hệ điều hành như Linux, Android hoặc thậm chí là Windows bản rút gọn.(xem chi tiết tại bài viết này)

Phân loại các dòng Board máy tính nhúng phổ biến

Dựa trên tính năng và cộng đồng hỗ trợ, chúng ta có thể chia các loại bo mạch máy tính nhúng thành 3 nhóm chính sau đây:

Dòng máy tính nhúng Pi (Raspberry Pi & Clones)

Đây là nhóm bo mạch máy tính nhúng phổ biến nhất thế giới, được ưa chuộng nhờ giá thành rẻ và cộng đồng hỗ trợ khổng lồ.
  • Raspberry Pi: “Vua” của dòng SBC. Từ các bản Raspberry Pi 3, 4 cho đến mới nhất là Pi 5, chúng nổi tiếng với độ ổn định cao, hỗ trợ GPIO tuyệt vời để giao tiếp với cảm biến. Đây là lựa chọn số 1 cho người mới bắt đầu học lập trình nhúng.
Raspberry Pi 5
Raspberry Pi 5
  • Orange Pi / Banana Pi: Các phiên bản cạnh tranh trực tiếp với Raspberry Pi. Ưu điểm của máy tính nhúng Orange Pi là giá thành thường rẻ hơn hoặc cấu hình phần cứng cao hơn (nhiều RAM hơn, chip mạnh hơn) ở cùng phân khúc giá, tuy nhiên cộng đồng hỗ trợ (driver, OS) thường không mạnh bằng Raspberry Pi chính chủ.
Mạch Banana Pi M5
Mạch Banana Pi M5

Dòng bo mạch máy tính nhúng AI (Nvidia Jetson)

Nếu dự án của bạn liên quan đến xử lý hình ảnh, nhận diện khuôn mặt hoặc Deep Learning, các dòng Pi thông thường có thể sẽ bị quá tải. Đây là lúc bạn cần đến máy tính nhúng AI.
Đại diện tiêu biểu là dòng Nvidia Jetson (Nano, Orin). Các bo mạch này được tích hợp GPU mạnh mẽ của Nvidia, cho phép xử lý các tác vụ trí tuệ nhân tạo ngay tại biên (Edge AI) mà không cần gửi dữ liệu về máy chủ.
Jetson Nano Development / Expansion Kit
Jetson Nano Development / Expansion Kit

Dòng máy tính nhúng kiến trúc x86 (Chạy Windows)

Hầu hết các dòng Pi đều chạy kiến trúc ARM (như điện thoại). Nhưng nếu bạn cần một mạch máy tính nhúng có thể cài đặt Windows 10/11 đầy đủ để chạy các phần mềm văn phòng hoặc phần mềm công nghiệp cũ, bạn cần các dòng SBC dùng chip Intel hoặc AMD.
Ví dụ tiêu biểu: LattePanda, ODROID-H series.
LattePanda 2 Alpha 864s
LattePanda 2 Alpha 864s

Tiêu chí lựa chọn bo mạch máy tính nhúng phù hợp

Để chọn được sản phẩm ưng ý trong vô vàn các loại máy tính nhúng, hãy cân nhắc 4 yếu tố sau:
  • Cộng đồng hỗ trợ: Nếu bạn mới nhập môn, hãy chọn máy tính nhúng Pi (Raspberry Pi). Khi gặp lỗi, bạn dễ dàng tìm thấy hướng dẫn sửa trên Google.
  • Cổng kết nối (GPIO): Bạn cần kết nối bao nhiêu cảm biến? Hãy kiểm tra số lượng chân GPIO, cổng CSI (camera) và DSI (màn hình).
  • Hệ điều hành: Bạn quen dùng Linux (Ubuntu/Debian) hay bắt buộc phải dùng Windows? Đừng mua Raspberry Pi nếu phần mềm của bạn chỉ chạy trên Windows.
  • Hiệu năng & Tản nhiệt: Các dòng board mạnh thường tỏa nhiệt rất lớn. Hãy đảm bảo bạn có giải pháp tản nhiệt (quạt, heatsink) đi kèm.

Ngoài việc phân loại theo những yếu tố trên, người ta có thể phân loại các loại máy tính nhúng dựa trên tiêu chí sau đây:

Bo mạch máy tính đơn (SBC)

Là máy tính hoàn chỉnh trên một bo mạch duy nhất, tích hợp CPU, bộ nhớ và các cổng I/O. SBC thường được dùng trong tự động hóa công nghiệp, mạng và hiển thị số nhờ thiết kế nhỏ gọn nhưng đa năng.
Ví dụ: Raspberry Pi, BeagleBoard, Arduino.

Vi điều khiển (Microcontroller)

Là hệ thống tích hợp sẵn bộ xử lý, bộ nhớ và ngoại vi, chuyên dùng để điều khiển thiết bị điện tử. Chúng phổ biến trong ô tô, thiết bị y tế, điều khiển từ xa nhờ tiêu thụ điện thấp và chi phí hợp lý.
Ví dụ: Atmel AVR, Microchip PIC, ARM Cortex.

Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

Là vi xử lý chuyên xử lý dữ liệu thời gian thực, tối ưu cho các thuật toán tín hiệu. DSP được sử dụng nhiều trong xử lý âm thanh, video và viễn thông.
Ví dụ: TI TMS320, Analog Devices Blackfin.

Hệ thống nhúng di động

Được thiết kế cho thiết bị di động, tối ưu về kích thước và năng lượng. Chúng xuất hiện trong smartphone, tablet và thiết bị cầm tay.
Ví dụ: Apple A-series, Qualcomm Snapdragon, Intel Atom.

Kết luận:

Các bo mạch máy tính nhúng đóng vai trò nền tảng trong hầu hết các hệ thống công nghệ hiện đại, từ thiết bị dân dụng đến công nghiệp chuyên sâu. Mỗi loại bo mạch—từ bo mạch máy tính đơn, vi điều khiển đến các nền tảng xử lý chuyên dụng—đều có ưu thế riêng về hiệu năng, mức tiêu thụ điện và phạm vi ứng dụng. Việc hiểu rõ đặc điểm của từng loại bo mạch sẽ giúp người dùng lựa chọn đúng giải pháp, tối ưu chi phí triển khai, đảm bảo hiệu suất vận hành và khả năng phát triển lâu dài cho sản phẩm hoặc hệ thống nhúng.