2025年第三季度,國產(chǎn)化工控機(jī)賽道迎來關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。隨著龍芯中科新一代處理器2K3000進(jìn)入批量供貨周期,基于該平臺開發(fā)的整機(jī)產(chǎn)品正從樣機(jī)驗(yàn)證邁向行業(yè)規(guī)模部署。眾達(dá)科技日前發(fā)布的CWHC_101x_A系列工控機(jī),成為首批搭載龍芯2K3000并實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化率量產(chǎn)的緊湊型方案。這款產(chǎn)品以全自主指令集架構(gòu)、寬溫寬壓適應(yīng)性及靈活的擴(kuò)展能力,為工業(yè)控制、電力交通、國防科研等領(lǐng)域提供了“從芯到屏”全棧自主的算力底座。
一、國產(chǎn)CPU再進(jìn)階:龍芯2K3000的三大突破
龍芯2K3000是龍芯中科2025年上半年推出的新一代高性能SoC,也是目前自主化程度最高的嵌入式處理器之一。與過往依賴同構(gòu)堆核的策略不同,2K3000片內(nèi)集成8個(gè)LA364E處理器核,基于龍芯自主定義的LoongArch指令集,最高工作頻率達(dá)2.0GHz。其突破性體現(xiàn)在三個(gè)層面:
一是GPU與AI加速單元的集成。片內(nèi)自主3D GPU LG200支持4K60幀高清顯示與H.264編解碼,同時(shí)具備AI加速能力,使得工業(yè)現(xiàn)場無需額外擴(kuò)展加速卡即可完成輕量化視覺檢測與推理任務(wù)。二是內(nèi)存與存儲控制的整合。單芯片集成DDR4控制器與豐富的高速接口,大幅降低了板級設(shè)計(jì)復(fù)雜度。三是安全性與供應(yīng)鏈的自主可控。從內(nèi)核微架構(gòu)到編譯器、從IP核到制程工藝,龍芯2K3000實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“自研指令集+自主流片”。
二、眾達(dá)科技CWHC_101x_A:緊湊機(jī)身內(nèi)的完整工業(yè)能力
基于龍芯2K3000,眾達(dá)科技推出的CWHC_101x_A系列工控機(jī)并非簡單套用公版設(shè)計(jì),而是針對工業(yè)控制柜狹小空間與惡劣電氣環(huán)境進(jìn)行了系統(tǒng)級重構(gòu)。
整機(jī)采用超薄無風(fēng)扇散熱結(jié)構(gòu),機(jī)身寬度僅180毫米,深度135毫米,可兼容上架式與DIN導(dǎo)軌兩種安裝方式。在如此緊湊的尺寸內(nèi),眾達(dá)工程團(tuán)隊(duì)完整保留了處理器的全部性能潛力:標(biāo)配8GB DDR4內(nèi)存并預(yù)留SO-DIMM插槽,最大可擴(kuò)展至32GB;板載64GB eMMC存儲并額外提供M.2 M-Key接口,支持NVMe固態(tài)硬盤擴(kuò)展,滿足工業(yè)數(shù)據(jù)庫與本地日志存儲需求。
值得關(guān)注的是,該系列并非單一型號,而是根據(jù)現(xiàn)場接口密度差異劃分為標(biāo)準(zhǔn)款與擴(kuò)展款。CWHC_1010_A標(biāo)準(zhǔn)款面向通用控制場景,提供2路千兆網(wǎng)口、2路USB 3.0、2路USB 2.0、1路HDMI顯示輸出、3路串口(其中2路支持RS422/485)及2路CAN 2.0接口。而CWHC_1011_A擴(kuò)展款則將網(wǎng)絡(luò)接口提升至4路千兆、USB 3.0接口增至6路、顯示輸出升級為雙HDMI,同時(shí)內(nèi)部增加Mini PCI-E擴(kuò)展槽,可靈活加載4G、Wi-Fi等無線通信模塊。
三、全接口自主:從連接器到PCB的100%國產(chǎn)化
“全國產(chǎn)”在CWHC_101x_A上并非概念性表述,而是一項(xiàng)可追溯、可驗(yàn)證的工程事實(shí)。眾達(dá)科技在該項(xiàng)目中明確要求:整機(jī)電子元器件(含連接器)必須全部選用國產(chǎn)廠商器件。從主芯片、內(nèi)存顆粒、電源管理單元,到以太網(wǎng)PHY、板載連接器、PCB基材,所有物料的國產(chǎn)化率均達(dá)到100%。
在工業(yè)現(xiàn)場,接口定義與信號完整性直接決定設(shè)備互操作性。眾達(dá)并未因追求國產(chǎn)化而在關(guān)鍵接口上妥協(xié):供電部分采用DC 9~36V寬壓鳳凰端子,適應(yīng)工業(yè)穩(wěn)壓波動環(huán)境;串口與CAN口沿用DB9公頭標(biāo)準(zhǔn)引腳定義,RS422/485模式可通過軟件切換;內(nèi)部預(yù)留的2路USB 2.0、音頻接口、6路GPIO均以標(biāo)準(zhǔn)PIN座形式引出,兼容主流工業(yè)外圍設(shè)備。
四、軟件生態(tài):從Loongnix到國產(chǎn)操作系統(tǒng)全適配
硬件自主是骨架,軟件生態(tài)是血肉。龍芯平臺過往面臨的最大挑戰(zhàn)并非性能,而是操作系統(tǒng)的移植與驅(qū)動的完備度。CWHC_101x_A出廠預(yù)裝Loongnix操作系統(tǒng),這是龍芯社區(qū)基于Linux主線深度優(yōu)化發(fā)行的發(fā)行版,已完成對2K3000處理器全特性的內(nèi)核適配。
對于更廣泛的國家重點(diǎn)行業(yè)需求,眾達(dá)科技同步完成了銀河麒麟V10、統(tǒng)信UOS等國產(chǎn)桌面操作系統(tǒng)的適配驗(yàn)證。開發(fā)者拿到設(shè)備后,無需自行交叉編譯內(nèi)核或調(diào)試板級支持包,可直接在國產(chǎn)操作系統(tǒng)環(huán)境下開展工業(yè)組態(tài)軟件、SCADA系統(tǒng)的二次開發(fā)。
五、應(yīng)用場景:填補(bǔ)自主指令集工業(yè)控制空白
龍架構(gòu)(LoongArch)進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域,此前受限于處理器性能與周邊配套。2K3000的發(fā)布與CWHC_101x_A的量產(chǎn),意味著自主指令集工控機(jī)已具備與ARM、x86同臺競技的能力。
在電力系統(tǒng),CWHC_101x_A可承擔(dān)變電站環(huán)境監(jiān)測與協(xié)議網(wǎng)關(guān)角色,2路CAN接口直連繼保設(shè)備,寬溫特性適應(yīng)戶外機(jī)柜;在軌道交通領(lǐng)域,4路千兆網(wǎng)口加雙HDMI的擴(kuò)展款可用于車載乘客信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多媒體信息實(shí)時(shí)播報(bào)與站節(jié)牌聯(lián)動;在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域,標(biāo)準(zhǔn)款憑借RS422長距傳輸能力,可在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下與伺服驅(qū)動器可靠通信。
結(jié)語
國產(chǎn)化工控機(jī)的競爭,正在從“有沒有”轉(zhuǎn)向“好不好用”。眾達(dá)科技龍芯2K3000全國產(chǎn)工控機(jī)的價(jià)值,不在于用更低的成本復(fù)現(xiàn)國外產(chǎn)品,而在于定義了一套“自主指令集+國產(chǎn)芯片+全國產(chǎn)供應(yīng)鏈+本土化服務(wù)”的新范式。當(dāng)工業(yè)控制的核心算力運(yùn)行在自己的指令系統(tǒng)之上,安全與效率才真正有了可落地的錨點(diǎn)。
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