随着物联网 (IoT) 和智能工厂采用的增加,当今的制造商需要符合以下要求的工业设备:

  • 提供增强的连接性、性能和操作监控
  • 适合车间空间有限的环境
  • 提供必要的多核计算能力,以整合多个操作系统 (OS) 及其应用
  • 在虚拟化环境中提供实时、稳定的性能
  • 可在全天候 (24×7) 操作条件下安全可靠地运行

要做到这些,困难重重。 为了帮助开发人员满足这些要求并且提供改善工厂运行所需的实时智能和控制,Intel 在 2015 年推出了第 5 代 Intel® Core™ 处理器产品系列(H 处理器系列)。 专为在 IoT 使用模式中提供高性能和价值而制,这些处理器可提供更高的性能、增强的可管理性、更丰富的显卡支持以及改进的安全性技术,从而实现可日复一日地发挥作用的紧凑而强大的解决方案。 来自 Intel® 物联网联盟成员的两种小型插板现已在这些高级处理器中提供。 但在我们详细讲述前,我们先来深入了解下让这些插板非常适合工业应用的处理器增强功能。 第 5 代 Intel® Core™ 处理器

基于 Intel 的行业领先 14 nm 处理技术而制造且采用第 2 代 3D 三栅极晶体管,第 5 代 Intel® Core™ i7 处理器可提供强大的 CPU 性能。 47 W TDP 处理器包括很多特色功能,正是这些功能使之成为工业自动化的不二之选:

  • 四核设计 – 凭借使可用线程数翻倍的四核和 Intel® 超线程技术,这些处理器提供很多重型工作负载和虚拟化工作负载所需的性能。
  • 集成显卡 – 这些处理器配备最新的 Intel® Iris™ Pro Graphics 6200,因此可以实现清晰、生动的 HMI 视觉效果,而无需使用独立显卡。 显卡支持超高清 4K 分辨率和多达三个独立显示屏。
  • 安全性 – 这些处理器的硅级安全性包括 Intel® OS Guard,有助于防止连接的设备及其数据被篡改和遭受恶意软件攻击,并且不会影响系统运行。 采用 BIOS 防护的 Intel® 数据保护技术可防止固件遭受未经授权的修改。 来自 Secure Key 技术的传输中数据以及 Intel® 高级加密标准新指令 (Intel® AES-NI) 的新扩展可加快密码工作负载并减少其在处理器上的负载。
  • 可管理性 – 通过启用 Intel® vPro™ 技术,这些处理器可提供增强的远程带外管理。 此技术可帮助减少维护成本和修理时间,并且保持强大、高效和灵活的运维。
  • 灵活性 – Intel® Flex I/O 支持快速连接,且可灵活分配不同数量的集成 I/O 技术,包括 SATA 6.0 Gbps、USB 3.0 和 PCI Express* 2.0 端口。 这一灵活性可让这些处理器满足多种配置需求(图 1)。
  • 功率管理 – 该处理器的自动化低功耗状态可通过基于实时处理器负载调节功率来帮助降低能源成本。
  • 虚拟化 – 这些处理器集成 Intel® 虚拟化技术 (Intel® VT) 以加快平台控制的传输和虚拟机监视器 (VMM) 和其他平台代理之间的数据移动(包括客户端 OS 和 I/O 设备)。 此技术减少了 VMM 上的工作负载,可应对诸如迁移旧有软件、增加实时性能和增强应用安全性等设计挑战。
  • 操作系统支持 – 第 5 代 Intel® Core™ 处理器支持 Linux*、Wind River* VxWorks* RTOS 和 Microsoft Windows*。 通过虚拟化,这些处理器可同时支持多个操作系统,比如用于实时同步的 RTOS 和用于 HMI 的操作系统。
  • 可选错误校正码 (ECC) 内存支持 – 当插板制造商启用时,这些处理器的 ECC 支持可实现多比特内存错误检测。 校正单比特错误时,系统可保持运行状态。

图 1.方块图显示第 5 代 Intel® Core™ 处理器产品系列的丰富 I/O。

 

采用第 5 代 Intel® Core™ 处理器的小型插板 采用这些全新高级处理器的插板支持传统上分散的子系统 – 比如移动控制、可编程的逻辑控制 (PLC)、人机接口 (HMI) 以及机器视觉 – 纳入单个计算系统。 该组合解决方案可将实时通用应用托管在一起,就如同各自在各自专用计算机上运行一样。 联盟Associate级成员 Axiomtek 提供了助力此类解决方案的插板典范:CEM880 COM Express Type 6 模块(图 2)。适用于 Intel® Core™ i7-5850EQ 或 Intel® Core™ i7-5700EQ 处理器,此插板包括一个板载 4 GB 扩展温度 DDR3L 芯片和一个支持高达 8 GB 的 204 引脚 SO-DIMM DDR3L 插口。提供出色的计算性能、低功耗和广泛的温度范围以及抗震设计,这款坚固耐用的基本尺寸模块上系统 (SoM) 推动了 IOT 创新,并且是工业自动化和能源应用的理想之选。

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图 2.Axiomtek 的 CEM880 COM Express Type 6 模块

 

与 Axiomtek 的基板 CEB94006 或用户提供的载频板相结合,CEM880 模块支持一个 PCIe x16 v3.0、八个 PCIe x1 设备和最多 24 路 PCIe,以提供丰富的 I/O 选项。 该处理器的 Intel® Iris™ Pro Graphics 6200 和 Intel® HD Graphics 5600 为 CEM880 分别提供显著提升的显卡和媒体性能,以及顺应高清晰度显示需求不断增长的趋势。 显卡输出包括 VGA、LVDS 和三个支持 HDMI/DVI/DisplayPort 的 DDI 端口。 其他 I/O 包括采用 Intel® Smart Response 技术的四个 SATA-600、支持局域网唤醒的 1 GB 以太网端口、高清音频接口、一个 LPC 接口、一个 SPI 接口、四个输入和输出数字 I/O 通道、八个 USB 2.0 端口以及四个 USB 3.0 端口。而且,为了保证可管理性、安全性和可靠性,该模块支持硬件监视器、TPM 1.2、SMBus 和一个监视时钟。 还提供一个 COM Express 模块,联盟Affiliate级成员 MSC Technologies 采用第 5 代 Intel Core 处理器。 MSC C6B-8SB 模块适用于 Intel Core i7-5850EQ 或 i7-5700EQ 处理器且支持三个独立的显示屏、快速低功耗 DDR3L-1600 内存以及 USB 3.0(图 3)。除了大量的接口和特色功能,MSC C6B-8SB 对 CPU 和显卡控制器均采用 Intel® Turbo Boost 功能,可为应用在所需之时提供更出色的处理和显卡性能。它还采用 Intel 基于硬件的安全功能,以实现可信计算组织 (TCG) 指定的可信计算。

图 3.MSC Technologies 的 MSC C6B-8SB COM Express Type 6 模块。

 

此模块的 Type 6 引脚输出支持直接访问最新的数字显示接口,比如 DisplayPort、HDMI 和 DVI。四个 USB 3.0 接口支持目前可用的最快速外围设备。

开始您的工业革命上面提及的 Axiomtek 和 MSC 插板只是联盟成员提供的搭载 Intel® Core™ 处理器或其他 Intel® 多核处理器的工业强度产品中的两款。 您可在我们的“解决方案目录”中找到更多工业解决方案。 您还可以浏览此社区,了解更多有关工业解决方案的信息。

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此博客中的解决方案:
  • Axiomtek CEM880
  • MSC Technologies MSC C6B-8SB
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Axiomtek 是Intel®物联网解决方案联盟的Associate级成员,

MSC Technologies 为Affiliate级成员。