龍芯中科的工控產(chǎn)業(yè)自主化發(fā)展之道

       當(dāng)前，我國集成電路產(chǎn)業(yè)已邁入發(fā)展關(guān)鍵期，外部環(huán)境發(fā)生明顯變化，行業(yè)發(fā)展存在諸多不確定性。集成電路作為國家重要的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，要實現(xiàn)穩(wěn)健地發(fā)展，需要突破關(guān)鍵核心技術(shù)，加快人才培養(yǎng)與技術(shù)創(chuàng)新。

作為國產(chǎn)自研CPU的代表企業(yè)，龍芯已全面切換到自研的LoongArch指令集架構(gòu)，打造工業(yè)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的核心底座。龍芯中科技術(shù)股份有限公司副總裁杜安利女士在接受媒體采訪時介紹，基于龍芯CPU芯片的可信計算解決方案，已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域積累了大量最佳實踐和應(yīng)用案例。龍芯正與工業(yè)OS、工業(yè)關(guān)鍵軟件中間件、數(shù)據(jù)庫、各類工具軟件、行業(yè)軟件一起，夯實我國自主工業(yè)軟、硬件生態(tài)體系。

 2020年，龍芯中科推出了自研指令系統(tǒng)LoongArch，LoongArch指令集包括基礎(chǔ)架構(gòu)部分和向量指令、虛擬化、二進(jìn)制翻譯等擴(kuò)展部分，近2000條指令完全脫離了MIPS指令集體系。

目前，龍芯已全面切換到了自研的LoongArch指令集架構(gòu)。在杜安利看來，這意味著龍芯在最底層的指令系統(tǒng)、CPU源代碼微結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等層面均實現(xiàn)完全的自主化。

隨著龍芯LoongArch越來越廣泛地應(yīng)用，基于龍芯CPU的工業(yè)產(chǎn)品線也愈加豐富和完善，主要包括：

工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)：滿足子網(wǎng)內(nèi)的高性能和低延時交換需求，廣泛應(yīng)用于電子、交通、煤礦、石油石化、工業(yè)自動化等領(lǐng)域；

工業(yè)網(wǎng)關(guān)：采用龍芯2號低功耗工控芯片，以工業(yè)級的技術(shù)設(shè)計，集成豐富的外設(shè)接口，支持無線和5G網(wǎng)絡(luò)，支持7*24小時連續(xù)運(yùn)行、較寬的工作溫度，可滿足嚴(yán)苛的工作環(huán)境要求，主要應(yīng)用于工業(yè)控制、邊緣計算、智能終端、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全等多領(lǐng)域的應(yīng)用場景；

專網(wǎng)設(shè)備：基于龍芯3A5000處理器和5G創(chuàng)新技術(shù)，實現(xiàn)10Gbps+超級下行和3Gbps+超級上行的超高性能和超安全的國產(chǎn)化5G工業(yè)網(wǎng)絡(luò)；

工業(yè)信息安全產(chǎn)品：龍芯CPU在工控系統(tǒng)各個層級支持安全防護(hù)手段。現(xiàn)場控制層有可信PLC、可信DCS保障工業(yè)數(shù)據(jù)來源安全可靠；監(jiān)控層和管理層有防火墻、隔離、審計、漏洞掃描、入侵檢測以及態(tài)勢感知，保障工業(yè)信息安全體系化建設(shè)。

值得一提的是，2022年，龍芯中科聯(lián)合生態(tài)伙伴發(fā)布了基于LoongArch架構(gòu)的29款工業(yè)系列產(chǎn)品，包括工業(yè)總線板卡、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)控制器、PLC、DCS主控、工控安全自主等產(chǎn)品和方案，覆蓋工業(yè)計算機(jī)及工業(yè)服務(wù)器、工業(yè)控制與網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、工業(yè)軟件與安全等多個領(lǐng)域。

杜安利指出，龍芯在多層面推動自主化在工業(yè)領(lǐng)域落地，離不開產(chǎn)業(yè)上下游生態(tài)伙伴的攜手努力。這其中，龍芯與華龍迅達(dá)在工業(yè)控制領(lǐng)域的深度合作堪稱典范。

龍芯與華龍迅達(dá)聯(lián)合研發(fā)大型開放式控制系統(tǒng)JICIPC，實現(xiàn)了全國產(chǎn)化自主設(shè)計和制造，硬件方面以龍芯3A5000處理器為底座，軟件方面基于龍芯自主操作系統(tǒng)LoongOS，以及華龍訊達(dá)自主開發(fā)的運(yùn)行時環(huán)境（JICRTE）、編程器（JICIAP）和HMI構(gòu)建器，可以為離散制造領(lǐng)域高端大型設(shè)備提供可靠性高、開放性強(qiáng)、安全性高的控制系統(tǒng)解決方案。

值得一提的是，2022年12月，龍芯中科還攜手華龍訊達(dá)和工聯(lián)院共建“新型工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)合實驗室”。這一合作中，龍芯中科擁有自主指令系統(tǒng)架構(gòu)、CPU核心IP核和操作系統(tǒng)內(nèi)核、編譯工具鏈等核心技術(shù)；華龍訊達(dá)有經(jīng)過多年實踐檢驗的工控產(chǎn)品與系統(tǒng)解決方案和工程經(jīng)驗；而工聯(lián)院在標(biāo)準(zhǔn)、檢測認(rèn)證、數(shù)字化轉(zhuǎn)型示范推廣方面有獨特優(yōu)勢。

 這次三方合作，匯聚了三方的優(yōu)勢和資源，可以促進(jìn)從芯片、產(chǎn)品到系統(tǒng)的自主可控工業(yè)控制體系研究、推廣和生態(tài)建設(shè)。