最近公布的第四代智能英特尔®酷睿™处理器系列(代码名为 Haswell)为工业嵌入式系统设计者们改进了实际性能、I/O和电源效率。 随着制造商寻求更快、更高效的工厂自动化工具来提高产量、降低成本、巩固设备并最小化停机时间,该架构随之而来。 基于增强的三栅极晶体管设计和 22 纳米工艺技术,与上代产品相比,新架构为嵌入式设计者在移动应用程序上提升了高达 15%的处理器性能、两倍的图形性能及 50%的电池寿命。 另外,这一代处理器还增加了单独电压层,因此未使用的核心部分可以迅速关闭和修复来保持电力。 此外,其也引入新的指令来改进整数和浮点密集型计算性能(如图像处理应用程序)并加速硬件数据加密和解密。

随着第四代英特尔酷睿处理器系列的公布,多个英特尔®智能系统联盟成员针对工业应用推出了一系列现成的兼容模块和系统选择。 例如,研华推出的 MIC-6311,是一款旨在利用加固工作站的性能改进和计算密集应用的新型 6U OpenVPX 刀片(见图1)。该模块在 VPX 数据平面具有两个串行 RapidIO 端口,以通过高速低延迟的确定性互连与 DSP 和 FPGA 卡等数字前端进行连接。此外,PCI Express 3.0 端口和高达 8GB/s 的通量为当下流行的外设接口和 IO 卡提供了高性能的接口。第四代英特尔酷睿处理器系列还增加了缓存大小和效率,另外通过英特尔®高级矢量扩展(英特尔®AVX)2.0 进行指令集升级,使 MIC-6311 成为浮点和矢量处理性能经过改进的有效计算引擎。 专为工业应用的恶劣环境定制的 MIC-6311,保持了最大的内存吞吐量、双信道的纠错代码 DRAM 及机载焊接固态磁盘。

 

Haswell 架构将图形核心拓展为更多的执行单元数量,并增加了一个新的处理引擎来处理原本 CPU 核心的设置工作。 为突出这一新型图形处理能力,控创发布了基于 COM Express 的计算机模块 COMe-bHL6 来加快将新处理器配置到个体平台应用上,如工业厂房及机器生产线控制(见图 2)。与前几代相比,新模块具有更高的性能密度和高达两倍的图形性能。通过混合的显示端口、HDMI 和 VGA 外部链接,三个独立的菊花链显示器可支持高达 4K 的分辨率。为了简化交互式图形内容,应用程序编程接口(API)可支持 DirectX 11.1、OpenCL 1.2 和 OpenGL 4.0。COMe-bHL6 模块在几个不同的变体中都可使用,变体范围从低功耗处理器到配有多个外设接口的四核英特尔®酷睿™i7 处理器不等。 控创基于 COM Express 计算机模块的 COMe-bHL6支持完整的Windows操作系统组合、Linux 及风河公司的 VxWorks。

 

支持 PCI Express 3.0、USB 3.0 和串行 ATA 接口,Haswell 架构也提高了 I/O 灵活性。 强调为工业市场提供灵活的扩展接口和更强表现,瑞传科技研发了 WADE-8015,一个 Mini-ITX 小型嵌入式系统板,它采用了英特尔®Q87 芯片组和第四代英特尔酷睿处理器系列(见图3)。与市场上现有的利用扩展卡来增加功能接口或额外 PCIe/PCI 插槽的 Mini-ITX 主板不同,瑞传 WADE-8015 使用扩展板来提供灵活的平台,允许为定制系统集成提供多功能扩充选择。WADE-8015 提供了多种附加功能,包括支持多种RAID模式且通过四个串行 ATA 接口的 6 Gb/s 存储,以及最新的带宽高达 8 GT/s 的高速 PCI Express 3.0。此外,外设接口包括 10 个 USB 接口、两个内存插槽、最高支持16GB 的 DDR3 SDRAM 和通过VGA、HDMI 和 DisplayPort 的三重显示器。为满足应用程序的存储要求,瑞传 WADE-8015 还配备了双千兆以太网接口和一个 Mini-PCI Express 接口以及一个迷你 SATA 连接器。

 

控创、研华和瑞传的以上产品只是第四代英特尔酷睿处理器系列公司联盟所研发工业产品的少数代表。 这些现成的产品,让智能系统开发人员能够立即享受到提升的性能、降低的功耗要求和这种新处理器架构的 I/O 灵活性。 你可以关注热门精选网页上有关第四代英特尔酷睿处理器系列的最新产品和文章。 如果你准备启动基于 Haswell 架构的智能工业自动化工程项目,请将你的问题和意见与英特尔®嵌入式社区的粉丝们一起分享。

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Warren Webb
OpenSystems Media®,  与英特尔®智能系统联盟特约

研华、控创和瑞传都是英特尔®智能系统联盟的Premier级会员。
风河公司是联盟的Associate级会员。