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i.MX 8M Plus助力,新一代5G工业边缘计算网关落地!

关键词:工业物联网 工业边缘网关 5G

时间:2022-09-22 10:25:14      来源:NXP

随着人们在工业物联网领域认知和实践的深化,越来越多的企业开始尝试将计算业务从云端迁移到网络边缘处理和执行,这样有利于避免不必要的网络噪音,以及海量数据通过无线网络通信时产生的堵塞,在确保工业应用的实时性和安全性方面也大有裨益。因此,工业边缘物联网应用渐成热点。

随着人们在工业物联网领域认知和实践的深化,越来越多的企业开始尝试将计算业务从云端迁移到网络边缘处理和执行,这样有利于避免不必要的网络噪音,以及海量数据通过无线网络通信时产生的堵塞,在确保工业应用的实时性和安全性方面也大有裨益。因此,工业边缘物联网应用渐成热点。

而在实际的工业边缘应用开发中,开发者在为扩展部署其物联网项目进行技术决策时,经常遇到两个“痛点”——其一,购买性能远超出实际需求的物联网设备,会付出不必要的额外成本;其二,自己使用工业PC去搭配路由器构建自己的解决方案,一切从零开始,则难免会导致故障率的增加,影响项目的进度及日后的运维。

为了解决这些痛点,采用高带宽、低时延、高可靠、可扩展的工业级边缘计算网关显然是更明智的选择,它可以让工业应用的部署和实施更为便利,同时在性能和功能上满足设计要求。因此在构建强大而无处不在的工业物联网的过程中,工业级的边缘计算网关产品也就成了刚需。

01 工业边缘网关之“芯”

当然,想要打造这样工业边缘计算网关,并不是一件简单的事情,特别是在硬件开发平台的选择上,必须要有一颗强大的处理器为其提供支撑,以满足当下以及未来的应用要求。

开发者对于工业边缘计算网关之“芯”的诉求,可以概括为以下几个方面:

1 强劲的算力:为数据的边缘处理提供足够强大的计算引擎,在越来越多的应用中,还需要考虑对机器学习加速的支持,以便让更多的AI应用在工业边缘端落地。

2 高度的灵活性:该处理器需要提供丰富的接口资源,以便为不同的应用提供各种有线/无线互连以及出色的可扩展性。

3 高可靠性:这是工业应用开发的“必选项”,对可靠性的支持不能含糊。

4 完备的开发生态:在芯片之外,配套的软件开发工具是否齐备,越来越成为开发者选择硬件平台时要重点考察的“软实力”。

02 恩智浦的解决方案

如果按照上述这些“芯”标准去衡量,恩智浦的i.MX 8M Plus应用处理器显然就是开发者心目中的Mr. Right。


i.MX 8M Plus系统框图

首先在算力方面,i.MX 8M Plus基于四核Arm Cortex-A53,主频可达1.8GHz,同时集成了神经网络加速单元(NPU),提供高达2.3TOPS的计算能力。作为首款集成了机器学习加速器的i.MX处理器,i.MX 8M Plus可为边缘端的机器学习提供了强大的性能支撑——利用集成的NPU,i.MX 8M Plus能够同时检测多路复杂的神经网络任务,包括人类的动作和情绪识别、多物体监控,以及超过40,000个单词的识别。这对于将机器学习任务放在边缘设备中运行,降低对云端计算资源的依赖,保护用户个人隐私,提供差异化的用户体验方面,优势尽显。

其次,i.MX 8M Plus的高速接口与存储接口资源配置也很“豪华”,包括有:2 x USB 2.0/3.0 Type C、PCIe Gen3、3 x SD/SDIO 3.01、2 x Gbit Ethernet with EEE、AVB、IEEE 1588,其中一路支持TSN以满足高精度低延迟的控制……除此之外还集成了2x CAN/ CAN FD接口。同时,i.MX 8M Plus也支持与5G、WiFi、BLE等各种无线通信设备的互连。

此外,在可靠性方面,i.MX 8M Plus在系统的关键节点上都进行了特殊的优化,比如DDR接口支持错误纠正代码(ECC),在系统层面支持SIL标准的要求等。而且,14nm FinFET制造工艺在为i.MX 8M Plus提供高性能与低功耗特性的同时,也带来了更低的软错误率。

最后,在软件支持方面,恩智浦可提供对Android、Linux和FreeRTOS操作系统的支持。同时恩智浦的eIQ™软件平台,提供了一系列与机器学习应用相关的库与设计工具,旨在帮助开发者基于i.MX应用处理器及其他恩智浦MCU快速部署边缘机器学习功能。同时,eIQ工具基于开源技术,完全集成在恩智浦的Yocto开发环境中,有助于用户更好地开展系统级的设计。此外,iMX 8M Plus还可以支持Real-time Edge工业开源SDK,快速开发实时应用;恩智浦还将OpenWRT移植到了i.MX 8M Plus上,以实现对工业网关类产品的完美支持。

03 新一代工业边缘计算网关

i.MX 8M Plus在工业边缘计算中的强大实力,已经在市场中逐渐显现和释放出来。

前不久,鲁邦通发布了其新一代的工业级边缘计算网关系列产品,其中基于i.MX 8M Plus的EG5120尤为引人注目,其具有全球5G连接(支持3GPP 5G第16版标准)功能,具有2.3TOPS算力,支持AI应用,可广泛用于智慧城市、智能制造,智慧能源等工业物联网应用场景。


鲁邦通发布的多款工业级边缘计算网关(图片来源:鲁邦通)

具体来讲,EG5120的功能包括:

• 高度稳定的5G / 4G / 3G蜂窝连接,覆盖全球频段
• 用于运行复杂应用程序的高性能引擎
• 满足工业现场柔性的高性能接口需求,包括2个千兆网口,2个RS232/RS485(软件可配置),2个DI,2个DO
• 双SIM卡冗余备份,内置5G / 4G无线通信模块
• 工业级设计,高抗干扰性能,适合高温宽工作环境(-40 ~ 70°C),非常适合工业应用
• 搭载RobustOS Pro物联网网关操作系统,支持基于Docker容器技术,支持安全启动、系统升级数字签名认证等安全性特点
• Debian生态系统超过5万个APP可用
• 搭载神经处理单元(NPU),算力达2.3TOPS,支持机器学习
• 支持IPsec、OpenVPN、GRE、L2TP、PPTP、DMVPN 等 VPN选项
• 支持RCMS(鲁邦通设备管理云平台)

可以看出,在EG5120诸多强悍功能的背后,都有i.MX 8M Plus的身影,特别是在边缘机器学习、双千兆以太网支持、视频编码(包括 H.265)和解码、3D/2D图形加速及音频和语音处理、提供硬件安全机制等方面,提供独特的价值。

04 全面赋能工业边缘智能

总之,工业物联网的发展催生了工业边缘计算网关,也拉动了相关工业边缘智能应用处理器的需求,应运而生的iMX 8M Plus正是这一趋势之选。

值得一提的是,针对工业边缘计算网关不同应用场景个性化的设计需求,恩智浦丰富的i.MX产品组合能够全方位地为其赋能。比如本次鲁邦通同期发布的另一款EG5100工业边缘网关,采用的就是恩智浦“久经沙场”的i.MX 6ULL高功效、高性价比应用处理器,提供了一个支持全球4G连接的工业物联网解决方案。

显而易见,i.MX应用处理器在工业边缘智能时代的技术赋能之旅已经开启,并且还将加速向前迈进。

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