O estado do ecossistema de interface SBC, é hora de projetar um padrão?

Não temos muitas opções quando se trata de computadores de placa única, sejam eles baseados em um microcontrolador ou em um SoC mais capaz, capaz de executar um sistema operacional como GNU/Linux. Eles podem ser adquiridos de marcas bem estabelecidas, como Arduino, Adafruit ou Raspberry Pi, ou de um Velho Oeste de módulos mais baratos do Extremo Oriente, carregando uma infinidade de arquiteturas diferentes.

Todo mundo tem seu favorito e junto com isso vem um ecossistema de sistemas operacionais e ambientes de desenvolvimento de software. Há outro aspecto desses conselhos que evoluiu; alguns deles tornaram-se padrões de conector de interface de fato para periféricos de hardware. Esses padrões fazem algum sentido? Vamos conversar sobre isso.

Na maioria dos casos, um padrão de interface é o resultado de um esforço específico para criá-lo. Considere, por exemplo, a porta USB-C, em vez de simplesmente acontecer porque um fabricante decidiu colocar uma porta de dados reversível de alta velocidade com capacidade de energia em uma máquina, foi o resultado de muitos anos de experiência e trabalho por parte de um consórcio industrial .

Às vezes, porém, um padrão de interface surge por acaso. A tomada de acessórios do carro é, em qualquer padrão, um sistema de conector de alimentação bastante horrível, originado décadas atrás como receptáculo para um acendedor de cigarros elétrico. Como não havia outra maneira prática de acessar uma fonte de alimentação de 12 V em um carro, ela se tornou a fonte de energia para os poucos acessórios eletrônicos disponíveis no carro e, desde então, evoluiu para a tomada automotiva padrão. Estranhamente, muitas tomadas para acessórios de automóveis são agora inadequadas para a sua finalidade original, já não sendo concebidas para suportar o calor de um elemento de isqueiro.

E assim chegamos aos conectores em computadores de placa única. Quase todos possuem um conector de expansão, que serve para reunir o máximo possível de interfaces disponíveis em um só lugar. Alguns são bem projetados e outros nem tanto, mas nenhum deles foi projetado da mesma forma que a tomada USB para ser independente de hardware específico e tendo em mente a conveniência para a aplicação desejada. Em vez disso, eles são deixados para o projetista da placa, que pode não esperar que o dispositivo se torne um padrão amplamente adotado e, portanto, pode não pensar no futuro sobre como sua criação poderá ser usada.

Se nos pedissem para nomear algumas placas cujas interfaces se tornaram padrões de fato não intencionais, aquelas que teríamos não surpreenderiam a maioria de vocês. O Arduino original, o Raspberry PI, o Adafruit Feather e talvez o Raspberry Pi Pico, talvez o BeagleBone, e um que estamos vendo cada vez mais, o BBC micro:bit. Vale a pena dar uma olhada neles individualmente por um minuto para descobrir o que gostamos neles e o que não gostamos.

O avô de todos eles tem que ser o Arduino. Não sabemos se foi a primeira prancha a nos dar a ideia dos escudos, mas foi certamente a que os popularizou. Antes do Arduino era mais comum uma placa vir com uma área de prototipagem ao lado de um cabeçalho com as linhas de E/S às quais uma placa filha poderia ter sido anexada, o Arduino deu origem à ideia de uma família de placas add-on dentro de um ecossistema definido.

Gostamos da pinagem de expansão do Arduino por sua organização dos diferentes tipos de interface próximos uns dos outros e em ordem numérica e gostamos do uso de cabeçalhos de pinos baratos de 0,1 ″, mas o tamanho da coisa e a necessidade de dois conjuntos de cabeçalhos, então distantes parecem claramente pesados ​​​​e antiquados. Não nos fale sobre o deslocamento de linha ímpar. Ainda assim, provavelmente demorará muito até que estejamos livres do clássico escudo Arduino porque ainda há muitos disponíveis, mas seria uma escolha razoável para um novo design aqui em 2022? Nós não pensamos assim.

O cabeçalho Raspberry Pi de 40 pinos e o formato HAT parecem ter se tornado um padrão de fato para placas mais poderosas, normalmente aquelas que executam Linux. É uma homenagem ao sucesso da pequena placa de Cambridge, mas apesar de todas as coisas boas que o Pi nos trouxe, diríamos que o conector de expansão não é uma delas. É uma vítima da gênese do Pi em 2012, de uma organização então pequena que produzia o que eles pensavam que seria uma tiragem relativamente pequena de uma placa que na época mal havia saído do status de protótipo.