2022世界传感器大会 – 龙芯中科发布龙芯2K0500多功能SoC芯片及解决方案

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2022世界传感器大会 - 龙芯中科发布龙芯2K0500多功能SoC芯片及解决方案

8月21日,由工业和信息化部、中国科学技术协会、河南省人民政府共同主办的2022世界传感器大会在郑州开幕。多位诺贝尔奖获得者、图灵奖获得者、国内外院士、专家学者出席,全球传感器领域最具影响力的相关企业参与。龙芯中科董事长胡在大会开幕式上发表主题演讲,发布了龙芯2K0500及其解决方案。

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近年来,依托底层芯片和软硬件技术的自主创新,龙芯中科逐步开辟了工控产业生态和工业互联网发展的新天地。传感器作为数据采集的功能载体,是信息技术的基础核心部件,其核心技术和设备关系到工业互联网新制造体系的安全和发展!

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胡伟武演讲

胡在演讲中表示,龙芯基于自主核心技术能力,成功打造2K0500芯片。该芯片是一款高度集成的处理器芯片,片上拥有64位LA264处理器内核(基于LoongArch),可为工控互联网应用、打印终端、BMC等提供多种解决方案。目前,基于龙芯2K0500平台,龙芯中科与合作伙伴推出了一系列板卡和解决方案。

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基于龙芯2K0500的解决方案

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以下是龙芯2K0500及其解决方案的详细介绍:

龙芯2K0500芯片

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龙芯2K0500是一款高度集成的处理器芯片,主要应用于工控互联网应用、打印终端、BMC等应用场景。片内集成64位LA264处理器内核、32位DDR3控制器、2D GPU、DVO显示接口、两个PCIe2.0、两个SATA2.0、四个USB2.0、一个USB3.0、两个GMAC、PCI总线、彩色黑白打印接口、HDA等常用接口。此外,该芯片实现了ACPI、DVFS/DPM动态电源管理等低功耗技术,支持多种功率等级和唤醒模式,可以根据具体应用场景对芯片的部分功能和高速接口进行动态时钟和电源开关控制,满足工业控制、网络安全等应用领域的低功耗应用需求。

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基于龙芯2K0500的系列解决方案

基于龙芯2K0500,龙芯中科与合作伙伴已推出多个基于该平台的解决方案。

1. 国产化 BMC 方案

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国产BMC采用龙芯2K0500嵌入式控制器,配备国产元器件,自控国产化率达到100%。通过PCIE、LPC、USB总线与主系统连接,实现主系统的VGA显示、带内通信、KVM相关功能,通过I2C、ADC、PWM采集和控制温度、电压、风扇等各种传感器,通过局域网、串口、IPMB与机箱机柜管理模块通信和带外管理控制。

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2. 全国产化模块

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全国产化模块基于龙芯2K0500单核低功耗处理器开发,主频最高支持800MHz。模块具有丰富的IO接口:支持2个RGMII接口、2个SATA2.0、4个CAN2.0、4个TTL串口、4个USB 2.0接口、1个USB3.0接口,支持OTG模式;扩展接口部分支持2路PCI Express x 1和1路标准32位PCI(可配置localbus模式)。

模块尺寸为76mm x55mm,总功耗为3 ~ 5 W,采用全表面贴装设计,高本地化。具有功耗低、体积小、工作环境温度宽的特点,可广泛应用于政府、科研、医疗、数控、通信、交通等嵌入式领域。

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3. 工业物联网关

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基于龙芯2K0500的工业物联网网关采用高度集成化设计,将主处理器、模拟和开关采集电路、开关输出电路、4G模块、网络接口、串口、电源系统等功能部件和模块集成在一块单板上。基于LA架构的龙芯2K0500处理器提供多路工业以太网接口、CAN接口、RS232/485串口、模拟量输入、数字量输入、开关量输出等功能,实现工业现场数据采集和协议转换,可在智能工厂、石油石化行业、智能水务等领域应用推广。

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4. 邮票版模块

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针对物联网、网关,多种嵌入式、教育、开发平台等。

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5. 龙芯2K0500派

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龙芯2K0500采用龙芯2K0500芯片,IO接口丰富,表贴板设计。稳定、安全、可靠、实用,可广泛应用于工业、网络、科研、医疗、数控、通信、交通、教育等领域。PCIE可以作为其他主要外设来扩展接口或实现多个SoC芯片的高速总线互联。

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6. 龙芯2K0500 IDE

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LoongIDE是一款用于开发龙东嵌入式芯片的编程工具。目前支持龙芯2K0500、1B、1C、1C101的裸机项目或RT-Thread/FreeRTOS/uCOS/ RTEMS项目。

用户通过向导创建项目,自动生成项目框架代码,以项目为单位管理源代码,支持导入第三方代码库,如YAFFS2、lwIP等网络协议栈和文件系统。

框架代码里有完整的芯片驱动库,用统一的格式编写,可以直接调用驱动函数。项目编译时,自动生成makefile文件,并链接到龙芯芯片的可执行程序中。为复用引脚配置提供直观的图形化操作界面,并自动生成初始化代码。以及完整的帮助文档和编程示例。

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7. 自主可控的打印机方案

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作为打印机的核心部件,打印机控制器的安全性对于打印乃至整个系统的安全性至关重要。目前,国产打印机技术的研究越来越受到重视。龙芯2K0500国产自主可控打印机方案采用了龙芯的龙芯芯片,可以保证打印机的安全性,为国家的信息安全提供了可靠的保障。目前,该方案已应用于国内多家打印机厂商。

龙芯2K0500集成了打印机接口控制器PRINT,通过打印接口与打印机进行通信。其内部主要包括LSU运动控制和JBIG85解码模块。其中,LSU运动控制模块同时支持8个运动控制,可实现同时打印青、粉、黄、黑四种颜色的功能;JBIG85解码模块可以对JBIG85压缩算法压缩的图像数据进行解码,可以同时负责对青色、粉色、黄色、黑色的对应数据进行解码。

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LSU控制模块主要包含三个模块:AXI/APB控制模块,LSU激光头控制模块以及MOTOR马达控制模块,结构框图下图所示:

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AXI/APB控制模块主要负责配置与打印相关的配置寄存器,并从内存中取出要打印的数据。AXI采用8个激光头分时复用的策略,保证了8个激光头可以公平的获取数据,不会出现一个激光头消耗数据的情况。

有8个LSU控制模块,独立控制8个激光头,它们被分成四组成对。四组LSU控制模块可以同时打印青、粉、黄、黑四种颜色,达到彩色打印的目的,每组LSU控制模块可以进行隔行打印,提高打印速度。LSU控制模块可配置为支持从左到右打印、从右到左打印、双面打印、多页打印、字节翻转等操作。根据打印机结构的不同,支持软件或传感器来控制打印开始,并可通过配置来微调打印延迟。

共有四个电机控制模块,分别负责四组LSU控制模块。电机可以根据打印机自身需求微调电机转速,匹配激光机的打印速度。

随着上述解决方案的发布,龙芯中科有信心、有能力支撑各行业的底层自主创新技术。在新一轮科技革命和产业变革中,将继续推动工业控制和信息系统的数字化国产化改造,为行业安全可控高质量发展贡献力量!

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