龍芯中科的工控產(chǎn)業(yè)自主化發(fā)展之道

當前，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性、先導性和戰略性產(chǎn)業(yè)，要實(shí)現穩健地發(fā)展，需要突破關(guān)鍵核心技術(shù)，加快人才培養與技術(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，打造工業(yè)關(guān)鍵基礎設施的核心底座。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(fǎng)時(shí)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(shí)踐和應用案例。龍芯正與工業(yè)OS、工業(yè)關(guān)鍵軟件中間件、數據庫、各類(lèi)工具軟件、行業(yè)軟件一起，夯實(shí)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LoongArch，LoongArch指令集包括基礎架構部分和向量指令、虛擬化、二進(jìn)制翻譯等擴展部分，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。在杜安利看來(lái)，這意味著(zhù)龍芯在最底層的指令系統、CPU源代碼微結構、操作系統等層面均實(shí)現完全的自主化。

隨著(zhù)龍芯LoongArch越來(lái)越廣泛地應用，基于龍芯CPU的工業(yè)產(chǎn)品線(xiàn)也愈加豐富和完善，主要包括：

工業(yè)以太網(wǎng)交換機：滿(mǎn)足子網(wǎng)內的高性能和低延時(shí)交換需求，廣泛應用于電子、交通、煤礦、石油石化、工業(yè)自動(dòng)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)設計，集成豐富的外設接口，支持無(wú)線(xiàn)和5G網(wǎng)絡(luò )，支持7*24小時(shí)連續運行、較寬的工作溫度，可滿(mǎn)足嚴苛的工作環(huán)境要求，主要應用于工業(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)域的應用場(chǎng)景;

專(zhuān)網(wǎng)設備：基于龍芯3A5000處理器和5G創(chuàng )新技術(shù)，實(shí)現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在工控系統各個(gè)層級支持安全防護手段?，F場(chǎng)控制層有可信PLC、可信DCS保障工業(yè)數據來(lái)源安全可靠;監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。

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架構的29款工業(yè)系列產(chǎn)品，包括工業(yè)總線(xiàn)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)計算機及工業(yè)服務(wù)器、工業(yè)控制與網(wǎng)絡(luò )通訊設備、工業(yè)軟件與安全等多個(gè)領(lǐng)域。

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

龍芯與華龍迅達聯(lián)合研發(fā)大型開(kāi)放式控制系統JICIPC，實(shí)現了全國產(chǎn)化自主設計和制造，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LoongOS，以及華龍訊達自主開(kāi)發(fā)的運行時(shí)環(huán)境(JICRTE)、編程器(JICIAP)和HMI構建器，可以為離散制造領(lǐng)域高端大型設備提供可靠性高、開(kāi)放性強、安全性高的控制系統解決方案。

值得一提的是，2022年12月，龍芯中科還攜手華龍訊達和工聯(lián)院共建“新型工業(yè)控制系統聯(lián)合實(shí)驗室”。這一合作中，龍芯中科擁有自主指令系統架構、CPU核心IP核和操作系統內核、編譯工具鏈等核心技術(shù);華龍訊達有經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐檢驗的工控產(chǎn)品與系統解決方案和工程經(jīng)驗;而工聯(lián)院在標準、檢測認證、數字化轉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)品到系統的自主可控工業(yè)控制體系研究、推廣和生態(tài)建設。