由工業(yè)和信息化部、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、河南省人民政府共同主辦的2022世界傳感器大會在鄭州開幕，眾多諾獎、圖靈獎獲得者、海內(nèi)外院士和專家學(xué)者出席，全球傳感器領(lǐng)域最具影響力的相關(guān)企業(yè)參加。龍芯中科董事長胡偉武在大會開幕式發(fā)表主旨演講并發(fā)布龍芯2K0500及其解決方案。

近年來依托底層芯片及軟硬件技術(shù)的自主創(chuàng)新，龍芯中科逐步打開工控產(chǎn)業(yè)生態(tài)以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)發(fā)展新天地。傳感器作為數(shù)據(jù)采集的功能載體，是信息技術(shù)的基礎(chǔ)核心元器件，其核心技術(shù)和核心設(shè)備關(guān)乎工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型制造體系安全與發(fā)展!

胡偉武在演講中表示，基于自主核心技術(shù)能力，龍芯成功打造2K0500芯片。該芯片是一款高集成度處理器芯片，片內(nèi)集成64位LA264處理器核(基于龍架構(gòu)LoongArch)，可為工控互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、打印終端、BMC 等提供多種解決方案。目前基于龍芯2K0500平臺，龍芯中科與合作伙伴已推出一系列板卡及解決方案。

以下是龍芯2K0500及其解決方案的詳細(xì)介紹：

龍芯2K0500芯片

龍芯2K0500是一款高集成度處理器芯片，主要面向工控互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、打印終端、BMC等應(yīng)用場景。片內(nèi)集成64位LA264處理器核、32位DDR3控制器、2D GPU、DVO顯示接口、兩路PCIe2.0、兩路SATA2.0、四路USB2.0、一路USB3.0、兩路GMAC、PCI總線、彩色黑白打印接口、HDA及其他常用接口。此外，芯片實(shí)現(xiàn)ACPI、DVFS/DPM動態(tài)電源功耗管理等低功耗技術(shù)，支持多種電源級別和喚醒方式，可根據(jù)具體應(yīng)用場景對芯片部分功能和高速接口進(jìn)行動態(tài)時鐘、電源開關(guān)控制，滿足工控、網(wǎng)絡(luò)安全等應(yīng)用領(lǐng)域低功耗應(yīng)用需求。

基于龍芯2K0500的系列解決方案

基于龍芯2K0500，龍芯中科與合作伙伴已推出多個基于該平臺的解決方案。

1. 國產(chǎn)化 BMC 方案

國產(chǎn)化 BMC 采用龍芯 2K0500 嵌入式控制器，搭載國產(chǎn)化元器件，自主可控國產(chǎn)化率達(dá) 100%。通過 PCIE、LPC 和 USB 總線與主系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)主系統(tǒng)的 VGA 顯示、帶內(nèi)通信以及 KVM 相關(guān)功能，通過 I2C、ADC、PWM 等實(shí)現(xiàn)溫度、電壓、風(fēng)扇等各種傳感器的采集與控制，通過 LAN、 Serial、IPMB 實(shí)現(xiàn)與 chassis、機(jī)柜管理模塊通信和帶外管理控制。

2. 全國產(chǎn)化模塊

全國產(chǎn)化模塊基于龍芯2K0500單核低功耗處理器研制，主頻最高支持800MHz。模塊具有豐富的IO接口：支持2路RGMII接口，2路SATA2.0，4路CAN2.0，4路TTL串口，4路USB 2.0接口，1路USB3.0接口并支持OTG模式;擴(kuò)展接口部分支持2路PCI Express x 1通道，1路標(biāo)準(zhǔn)32位PCI(可配置localbus總線模式)。

模塊尺寸76mm x55mm，總功耗3～5W，采用全表貼、高國產(chǎn)化設(shè)計，具有功耗低、體積小、滿足寬溫工作環(huán)境的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于政府、科研、醫(yī)療、數(shù)控、通訊、交通等各嵌入式領(lǐng)域。

3. 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)

基于龍芯2K0500的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)采用高度集成化設(shè)計，在一塊單板上集成了主處理器、模擬量和開關(guān)量采集電路、開關(guān)量輸出電路、4G模塊、網(wǎng)絡(luò)接口、串行接口、電源系統(tǒng)等功能部件和模塊。基于LA架構(gòu)的龍芯2K0500 處理器，提供多路工業(yè)以太網(wǎng)接口、CAN接口、RS232/485串行接口、模擬量輸入、數(shù)字量輸入、開關(guān)量輸出等功能來實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與協(xié)議轉(zhuǎn)換，在智能工廠、石油石化、智慧水務(wù)各場景中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用推廣。

4. 郵票版模塊

針對物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)，多種嵌入式、教育、開發(fā)平臺等。

5. 龍芯2K0500派

龍芯2K0500派采用龍芯2K0500芯片，IO接口豐富，板卡采用表貼化設(shè)計，具有穩(wěn)定、安全、可靠、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)、科研、醫(yī)療、數(shù)控、通訊、交通、教育等領(lǐng)域。可以通過PCIE作為其他主控的外設(shè)進(jìn)行接口的擴(kuò)展或?qū)崿F(xiàn)多SoC芯片高速總線互聯(lián)。

6. 龍芯2K0500 IDE

龍芯嵌入式集成開發(fā)環(huán)境LoongIDE是用于開發(fā)龍芯嵌入式芯片的編程工具。目前支持龍芯2K0500、1B、1C、1C101的裸機(jī)項目或RT-Thread/FreeRTOS/uCOS/ RTEMS項目。

用戶通過向?qū)?chuàng)建項目，自動生成項目框架代碼，以項目為單位進(jìn)行源代碼管理，并支持YAFFS2、lwIP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、文件系統(tǒng)等第三方代碼庫的導(dǎo)入。

框架代碼中有完善的芯片驅(qū)動程序庫，并采用統(tǒng)一的格式編寫，直接調(diào)用驅(qū)動函數(shù)即可。項目編譯時自動生成makefile文件，鏈接成龍芯芯片的可執(zhí)行程序。提供復(fù)用引腳配置的直觀圖形操作界面，并自動生成初始化代碼。并配套完善的幫助文檔和編程示例。

7. 自主可控的打印機(jī)方案

打印機(jī)控制器作為打印機(jī)核心部件，其安全性對于打印及整機(jī)系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要，目前國產(chǎn)化打印機(jī)技術(shù)的研究越來越受到重視。龍芯2K0500國產(chǎn)自主可控打印機(jī)方案采用自主指令系統(tǒng)架構(gòu)LoongArch的龍芯2K0500芯片，可以確保打印機(jī)本體安全性，為國家的信息安全提供了可靠保障。目前，該方案已應(yīng)用于眾多國產(chǎn)打印機(jī)廠商。

龍芯2K0500集成一個打印機(jī)接口控制器PRINT，通過PRINT接口與打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其內(nèi)部主要包括LSU機(jī)芯控制和JBIG85解碼模塊。其中，LSU機(jī)芯控制模塊同時支持8路機(jī)芯控制，可實(shí)現(xiàn)同時打印青、粉、黃、黑四種顏色彩打功能;JBIG85解碼模塊可實(shí)現(xiàn)對由JBIG85壓縮算法壓縮過的圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，可負(fù)責(zé)同時對青、粉、黃、黑四個顏色進(jìn)行對應(yīng)數(shù)據(jù)的解碼工作。

LSU控制模塊主要包含三個模塊：AXI/APB控制模塊，LSU激光頭控制模塊以及MOTOR馬達(dá)控制模塊，結(jié)構(gòu)框圖下圖所示：

AXI/APB控制模塊主要負(fù)責(zé)配置打印相關(guān)的配置寄存器，從內(nèi)存中取出需要打印的數(shù)據(jù)。AXI對8個激光頭采取分時復(fù)用的策略，保證8個激光頭可以公平的得到數(shù)據(jù)，保證不會出現(xiàn)某一激光頭數(shù)據(jù)耗光。

LSU控制模塊共8個，分別獨(dú)立控制8個激光頭，其中兩兩組成一組，共分成四組。四組LSU控制模塊可同時打印青粉黃黑四種顏色以達(dá)到彩打目的，每一組LSU控制模塊可執(zhí)行隔行打印，提高打印速度。LSU控制模塊經(jīng)過配置可支持自左向右打印、自右向左打印、雙面打印、多頁打印、按字節(jié)翻轉(zhuǎn)等操作。可根據(jù)打印機(jī)結(jié)構(gòu)的不同，支持軟件或傳感器控制打印起始，并可配置精細(xì)調(diào)整打印延遲。

MOTOR馬達(dá)控制模塊共 4個，分別負(fù)責(zé)4組LSU控制模塊。馬達(dá)可根據(jù)打印機(jī)自身需求，精細(xì)調(diào)整馬達(dá)轉(zhuǎn)速，配合激光機(jī)打印速度。

伴隨上述解決方案的發(fā)布，龍芯中科有信心、有能力將底層自主創(chuàng)新技術(shù)支撐于各行業(yè)領(lǐng)域，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，繼續(xù)推進(jìn)工控和信息系統(tǒng)數(shù)字化國產(chǎn)化轉(zhuǎn)型，為產(chǎn)業(yè)安全可控、高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)龍芯力量!

審核編輯：湯梓紅