Articles & Blogs > 為您的專案選擇合適的中樞

為您的專案選擇合適的中樞

作者： Aswin S Babu 2025-12-18

標籤

工程

編程

半導體和開發工具

無論您正在設計 DIY 專案還是參加嵌入式設計比賽，為您的構想選擇合適的電子硬體都非常重要。在黑客松中尤其如此，因為時間是關鍵，如何在最短的時間內為您的專案構想選擇合適的硬體，甚至可能決定您在比賽中的成敗。

圖 1：受哈利波特電影啟發的人工智慧影像。(資料來源：人工智慧生成)

組件選擇、實作，甚至軟體架構通常取決於您最初選擇的電路板。舉例而言，如果您為避障機器人專案選擇 Arduino UNO R4，則可將選擇範圍縮小到 Arduino 相容模組或 Arduino 子板，讓選擇過程更簡單。

為了有些概念，以專案所需的超音波感測器為例，來看看在 DigiKey 網站上以 Arduino 相容性進行篩選時，可用的零件數變化 (圖 2)。有多一點選擇不錯，但太多卻會成為問題；幸好，DigiKey 的參數搜尋功能可以助我們一臂之力。

圖 2：根據 Arduino 電壓及其他一些標準進行篩選，減少選項的數量。(來源：DigiKey)

如何為您的專案選擇合適的中樞？

目前為止，我們已經討論選定評估板如何有助於簡化組件選擇。但是，如何決定要使用微控制器還是微處理器呢？值得注意的是，這個過程並不一定是從板件下手。有時候，您可以先選擇感測器或通訊模組，然後再選擇最適合提供支援的板件。

所以仍然可以說，「由專案的需求選擇開發板」(圖 1)，這與哈利波特電影中奧利凡德 (一個角色) 所說的「魔杖會選擇巫師」相似。換句話說，應該由專案的需求主導硬體選擇。請參閱表 1 的速查表，依據專案類型快速選擇評估板。

黑客松速查表

板件	硬體規格與使用案例	使用簡便性	優點
Raspberry Pi 5	功能強大的處理器 (四核心 ARM Cortex)、PCIe 2.0 x1 擴充、雙 4K HDMI、USB 3.0，以及完整的 Linux 作業系統。非常適合電腦視覺、輕量級人工智慧、多媒體專案。	中等 - 需要作業系統燒錄和配置，但擁有龐大的社群支援和現成的 ISO 映象。	非常適合人工智慧／視覺或多媒體密集型原型設計，具有強大的 I/O 和生態系統支援。然而，這並非即時平台。
STM32 Nucleo WB55	支援 Bluetooth 5 和 Zigbee 的雙核心 ARM Cortex-M4/M0+ MCU、整合式 ST-Link 除錯器、相容於 Arduino 引腳。非常適合無線感測器網路、BLE、Matter、Zigbee 物聯網開發。	中等 - 設定需要 STM32CubeIDE/CubeMX，但提供專業級控制和即時功能。	非常適合低功率、安全的無線應用，具有強大的 RTOS 支援(FreeRTOS)。進階使用者受益最大。
ESP32-S3 開發套件	雙核心 Xtensa LX7、整合式 Wi-Fi 4 和 Bluetooth 5 (LE)，支援向量指令以加速 AI。非常適合物聯網、人工智慧物聯網、無線控制、DIY 機器人、語音辨識、家庭自動化。	非常簡單 - 可與 Arduino IDE、MicroPython、ESP-IDF 搭配使用；啟動速度快、社群支援強大、資料庫豐富。	非常適合無線 DIY 和物聯網專案。相容於 RTOS 和 TinyML。神經網路加速
Jetson Nano 2 GB 開發套件	128 核心 Maxwell GPU + 四核心 ARM A57 CPU、2 GB RAM，支援 CUDA、TensorRT、OpenCV。執行 Ubuntu 基礎的 JetPack SDK。非常適合入門級人工智慧／機器學習、電腦視覺、自主機器人、邊緣運算專案。	中等 - 需要 SD/eMMC 設置，需熟悉 Linux，但提供完整的 Python/C++ 和 AI 工具鏈。強大的社群和文件支援	非常適合學習邊緣人工智慧、電腦視覺、自主機器人等基礎知識，啟動／設定需要一些時間。
Arduino UNO Q	雙腦混合板，結合 Qualcomm QRB2210(MPU) 和即時 STM32U585 微控制器，向下相容經典的 UNO 擴充板。非常適合物聯網、人工智慧邊緣運算、電腦視覺專案。	非常簡單 - 網頁版 IDE、拖放式草稿上傳，可與現有的 UNO 生態系統相容。	啟動速度快，非常適合教育物聯網和機器人專案。支援 RTOS、Python、Arduino 應用程式實驗室。
Microbit V2	超入門級友善開發板，配備 Cortex-M4 MCU、板載 5×5 LED、按鈕、加速計、指南針、麥克風、BLE。非常適合 STEM、穿戴式裝置、簡單的控制邏輯。	非常簡單 - 支援積木程式設計和 MicroPython，可透過 USB 即時燒錄，擁有絕佳的文件和社群。	非常適合教育和程式設計入門。非常適合專案示範、無線專案；低功率。GPIO 和處理能力有限。

表 1：快速參考表，協助依據您的專案類型選擇評估板。

選擇合適的開發板的其他因素。

除了表格內容之外，在設計專案時還可以考量其他幾項因素。

1. 選擇微控制器或微處理器

首先，請確定您的應用需求：

微控制器架構的評估板 (即 Arduino UNO R4、ESP32、STM32 Nucleo、Raspberry Pi Pico、TI LaunchPad)
微處理器架構的單板電腦 (SBC) (即 Raspberry Pi 5、Arduino Uno Q、NVIDIA Jetson Nano)

微控制器非常適合即時控制應用(如小型機器人、馬達控制、感測器介面、物聯網節點等)，而微處理器更適合高效能或多執行緒任務 (如人工智慧應用、電腦視覺、邊緣處理、網路伺服器)。有關微控制器和微處理器之間的區別，請參閱以下部落格文章。

2. 有線與無線應用比較

接著，請決定您的應用需要有線還是無線連接。

有線：簡單的序列、I²C、SPI、UART、CAN 匯流排連接即可。
無線：若需要無線通訊，請選擇具有內建支援的板件或使用相容的獨立模組。
- Wi-Fi (ESP32、Raspberry Pico W)
- Bluetooth/BLE (ESP32、Arduino Nano 33 BLE)
- LoRa (RYLR896、RYLR993_Lite)
- GSM (SIM800L、SIM7600SA)

這個選擇將會對能量消耗以及您所選的評估板產生重大影響。

註：即使您的評估板沒有內建無線功能，也可以使用上述任何有線協定添加無線模組。請確保您的板件支援無線模組所採用的有線通訊標準。此外，儘管上面沒有明確提及，但上述許多板件都支援多種無線協定。

3. 處理和記憶體要求

檢查專案的運算需求：

處理器速度 (MHz/GHz) - 影響任務執行速度
RAM - 對於緩衝資料和執行大型程式碼非常重要
快閃記憶體／ROM - 決定您可以儲存多少韌體或軟體

4. 工作電壓和電流：

比較感測器／周邊裝置的電流需求與板件的流入／流出電流能力。
查看感測器的工作電壓 (通常為 3.3 V 或 5 V)，並確保與板件的 I/O 位準相符。
瞭解電路板的邏輯位準 (即 3.3 V 或 5 V TTL)。
- 有關 I/O 標準的更多資訊，請參閱以下詳細文件。
- 如果不直接相容，您可能需要位準移位器。

5. 通訊範圍和協定

根據通訊距離選擇合適的協定：

短距離：藍牙、Zigbee、Wi-Fi
中等距離：LoRa、Sub-GHz RF 模組
遠距離／全球：GSM、LTE、衛星、NB-IoT

硬體選擇簡要檢查清單

綜合以上所述，可依照以下簡要檢查清單，為專案選擇合適的開發板：

明確定義應用和需求
選擇使用微控制器或微處理器
確定採用有線或無線通訊
匹配感測器和通訊協定
驗證電壓、電流、I/O 相容性
以距離檢查專案範圍

只要遵循這些簡單的步驟，就能避免一些可能會有的困擾。

延伸閱讀

關於作者

Aswin 是一名軟體工程師，專門研究機器人和 AI。他熱衷於將這些技能應用於社會公益。他的經歷涵蓋家庭自動化領域的社會企業到機器人工程師。他曾參與過創新專案，例如機器人定位用的單眼視覺里程計系統。此外，他也擁有教學經驗，曾向各年齡層的學生教導機器人與 AI 知識。他喜歡公開演講、養蜂、園藝，以及擔任社會公益志工。