2023년에 알아야 할 개발 및 프로토타입 제작을 위한 최고의 IoT 보드

IoT 하드웨어 세계, 특히 신속한 프로토타입 제작 프로세스와 초기 기술 스택 통합을 통한 Agile 하드웨어 개발에서 흥미로운 개발이 일어나고 있습니다. IoT 하드웨어 개발에 Agile을 채택하면 워크플로를 간소화하여 기존 Waterfall 방법에 비해 유연성을 높일 수 있습니다. 그러나 IoT 하드웨어 개발에 Agile 방법론을 활용하는 것은 올바른 종류의 보드를 사용하는 것부터 시작됩니다. 강력한 IoT 제품을 구축하는 데 필요한 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서 및 IoT 보드에 대한 최고의 선택을 살펴보겠습니다.

상위 IoT 보드 목록 전체에서 "개발 키트"에 대한 언급을 자주 듣게 될 것입니다. 간단히 말해서, 개발 키트는 조작을 위해 만들어진 작고 해킹 가능한 컴퓨터입니다. 보다 구체적으로 개발 키트는 일반적으로 사전 인증된 RF 통신을 갖춘 단일 보드 컴퓨터(SBC)이며, 구성 요소에 대한 맞춤형 회로 및 펌웨어 개발과의 인터페이스를 위한 입력/출력(I/O) 핀에 대한 쉬운 액세스를 제공합니다.

프로세서(MCU 또는 MPU) 선택은 BOM 비용에 영향을 미칩니다. 임베디드 C 또는 RTOS(실시간 운영 체제)에서 실행되는 저전력 MCU는 임베디드 Linux를 실행할 수 있는 보다 강력한 MPU보다 비용이 저렴합니다.

그러나 비용은 MCU와 MPU 선택의 한 측면이지만 훨씬 더 중요한 것은 기능입니다. 이는 소프트웨어/펌웨어 복잡성으로 귀결됩니다. 일부 센서를 읽고 데이터를 전송하기만 하면 가격이 저렴하고 전력 소모가 적은 MCU가 아마도 최선의 선택일 것입니다. 기계 학습이나 엣지 호스팅 애플리케이션과 같이 더 복잡한 작업을 수행해야 하는 경우 더 많은 비용과 더 많은 전력을 사용하는 더 강력한 MPU가 필요합니다.

MPU + 리눅스

Elixir에서 개발된 IoT 전용 플랫폼인 Nerves는 우리가 선호하는 MPU용 Linux 솔루션입니다. 이를 통해 기본 대상 시스템을 대개 몇 주 이내에 신속하게 설정할 수 있으며, 우리 프로젝트의 경우 6개월 이내에 MVP(최소 실행 가능 제품) 개발이 촉진되었습니다.

MCU + 임베디드 C/RTOS

MCU의 경우 임베디드 C 프레임워크인 Zephyr RTOS는 350개 이상의 보드에 대한 내장 지원과 손쉬운 확장성을 제공하며 특정 클라우드 제품에 묶여 있지 않습니다. 또한 다른 프로세서용 펌웨어를 다시 컴파일하는 것은 놀라울 정도로 쉽기 때문에 낮은 수준의 저가형 마이크로컨트롤러에 적합합니다.

IoT 보드 검색을 시작할 때 주의해야 할 몇 가지 중요한 구성 요소가 있습니다.

첫 번째는 보드의 연결 옵션입니다. 스마트 장치가 주로 연결 기능으로 정의된다는 점을 고려하면 이는 말할 필요도 없습니다. 또한 보드가 주변 장치와 원하는 기능을 지원하는지 확인하고 싶을 것입니다. 여기에는 USB 또는 HDMI와 같은 일반 포트, I2C 및 SPI와 같은 직렬 프로토콜용 버스, 밝기 조절이 가능한 조명이나 서보 모터와 같은 펄스 폭 변조(PWM) 장치용 핀아웃이 포함될 수 있습니다.

마지막으로, 오픈 소스 하드웨어(OSHW)는 항상 큰 장점입니다. 회로도 및 Gerber 파일(인쇄 회로 기판(PCB) 설계를 보여주는 파일)도 제공된다면 좋은 신호입니다.

더 이상 고민하지 말고 2023년 제품 개발 및 신속한 프로토타이핑을 위한 상위 10개 IoT 보드를 소개합니다. 이 블로그를 작성하는 시점에서 나열된 모든 보드는 100달러 미만입니다.

우리가 가장 좋아하는 새로운 대상은 NXP i.MX6ULL입니다. 이전에 선호했던 MPU와 유사한 연결 옵션을 제공하지만 i.MX6ULL 제품군의 재고가 더 많은 것 같습니다. 불행하게도 이전에 이 타겟에 사용했던 일부 개발 키트에서는 이와 같은 결과가 나오지 않습니다.

철저한 검색 끝에 우리는 다양한 호스트 보드와 잘 어울리는 Toradex Colibri i.MX 6ULL ​​SOM을 발견했습니다. 우리는 다양한 캐리어 보드 옵션이 존재하기는 하지만 모든 기능을 갖춘 Colibri 평가 보드를 주로 사용해 왔습니다.

SOM의 가장 큰 장점은 충분한 공간과 예산이 있으면 SODIMM 커넥터를 호스트 보드에 간단히 배치할 수 있어 주변 장치 및 대형 제품 설계에 소요되는 시간을 절약할 수 있다는 것입니다. 이는 두 가지 이유로 도움이 됩니다. 첫째, MPU 실행에 필요한 모든 것이 SOM에서 호스팅됩니다. 즉, 주 입력 전원만 제공하면 됩니다. 둘째, Toradex는 맞춤형 디자인을 디버깅할 때 유용한 참조 역할을 하는 캐리어 보드용 디자인 파일을 제공합니다.