工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的快速發(fā)展對(duì)邊緣計(jì)算設(shè)備提出了“高算力、多接口、強(qiáng)穩(wěn)定”的三重要求:一方面需支持多傳感器數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)處理,另一方面需兼容5G/4G、以太網(wǎng)等多網(wǎng)絡(luò)傳輸,同時(shí)需在-40℃~85℃等嚴(yán)苛環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)因算力不足、接口單一或可靠性弱,難以滿足復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景需求。
成都億佰特推出的ECB32-PGB單板機(jī),基于全志T527高性能AI芯片與工業(yè)級(jí)核心板設(shè)計(jì),憑借多核算力、豐富接口及寬溫設(shè)計(jì),成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的潛力之選。本次測(cè)評(píng)聚焦其在“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)”場(chǎng)景下的性能表現(xiàn),驗(yàn)證其是否滿足實(shí)際應(yīng)用需求。
ECB32-PGB系列單板機(jī)的硬件架構(gòu)以全志T527芯片為核心,搭配ECK32-T527B工業(yè)級(jí)核心板,形成“計(jì)算+通信+控制”的全能平臺(tái)。
· 算力基礎(chǔ):全志T527采用八核Cortex-A55 CPU(最高2.0GHz)+ HiFi4 DSP + 2TOPS NPU的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu),可同時(shí)處理傳感器數(shù)據(jù)(CPU)、音頻/視頻編解碼(DSP)及AI推理(NPU),滿足工業(yè)場(chǎng)景中“數(shù)據(jù)采集-分析-決策”的全鏈路需求。
· 工業(yè)級(jí)可靠性:核心板采用全國(guó)產(chǎn)化工業(yè)級(jí)器件,支持-40℃~85℃寬溫工作,底板設(shè)計(jì)防反接、TVS防浪涌電路,適配車(chē)間、戶外等惡劣環(huán)境。
· 接口豐富度:底板引出2路MIPI CSI(攝像頭)、2路MIPI DSI(顯示屏)、2路千兆以太網(wǎng)、MINI PCIe(5G/4G)、USB OTG/HOST等30+接口,可直連傳感器、工業(yè)相機(jī)、顯示屏及無(wú)線模塊,滿足“多設(shè)備接入+多協(xié)議轉(zhuǎn)換”需求。
ECB32-PGB系列單板機(jī)預(yù)裝Linux 5.15內(nèi)核與Debian 11系統(tǒng),提供U-boot、內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)源碼及PhoenixSuit/PhoenixCard燒錄工具,支持快速部署與二次開(kāi)發(fā)。其內(nèi)置的CAN、GMAC、MIPI等驅(qū)動(dòng)適配工業(yè)協(xié)議(如Modbus、Profinet),無(wú)需額外開(kāi)發(fā)即可接入工業(yè)設(shè)備。
為驗(yàn)證ECB32-PGB系列單板機(jī)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中的實(shí)際能力,我們搭建了模擬車(chē)間環(huán)境(溫度40℃、濕度60%),測(cè)試其算力、接口兼容性、穩(wěn)定性及功耗四大核心指標(biāo)。
· CPU負(fù)載測(cè)試:通過(guò)stress-ng工具模擬8核滿負(fù)載(浮點(diǎn)運(yùn)算+內(nèi)存讀寫(xiě)),持續(xù)運(yùn)行24小時(shí)。實(shí)測(cè)CPU溫度穩(wěn)定在75℃(未超頻),平均負(fù)載98%時(shí)無(wú)卡頓,單核最高頻率1.98GHz(接近理論值2.0GHz),驗(yàn)證了八核A55的持續(xù)算力輸出能力。
· NPU推理測(cè)試:部署YOLOv5s目標(biāo)檢測(cè)模型(工業(yè)場(chǎng)景常見(jiàn)的設(shè)備狀態(tài)識(shí)別任務(wù)),輸入416×416像素圖像。實(shí)測(cè)推理延遲12ms,每秒處理83幀(FPS),滿足工業(yè)實(shí)時(shí)檢測(cè)需求(通常要求≥30FPS)。
· GPU圖形渲染:驅(qū)動(dòng)4K@60fps HDMI顯示屏播放H.265視頻(碼率20Mbps),畫(huà)面無(wú)卡頓、無(wú)花屏,GPU占用率穩(wěn)定在35%~45%,驗(yàn)證了G57 MC1 GPU的高清解碼能力。
· 傳感器與攝像頭接入:通過(guò)樹(shù)莓派擴(kuò)展接口連接溫濕度傳感器(I2C協(xié)議)、振動(dòng)傳感器(SPI協(xié)議),數(shù)據(jù)采集延遲≤5ms;通過(guò)MIPI CSI接口接入樹(shù)莓派5攝像頭(IMX477,400萬(wàn)像素),視頻流傳輸穩(wěn)定(30fps,1080P),無(wú)丟幀或延遲。
· 網(wǎng)絡(luò)通信測(cè)試:
o 千兆以太網(wǎng):通過(guò)iperf3測(cè)試,單網(wǎng)口吞吐量達(dá)942Mbps(理論值980Mbps),雙網(wǎng)口同時(shí)傳輸時(shí)總吞吐量1.8Gbps(接近線速);
o 5G模塊接入:通過(guò)MINI PCIe接口連接移遠(yuǎn)RG500Q-GL 5G模組,插入SIM卡后,下載速率達(dá)920Mbps,上傳速率110Mbps,滿足工業(yè)設(shè)備高頻數(shù)據(jù)上傳需求;
o CAN總線:通過(guò)擴(kuò)展接口連接CAN模組,模擬PLC與傳感器通信,數(shù)據(jù)幀傳輸成功率100%(測(cè)試10萬(wàn)幀),誤碼率<0.001%。
· 寬溫測(cè)試:在-40℃(低溫箱)和85℃(高溫箱)環(huán)境下各運(yùn)行72小時(shí),設(shè)備啟動(dòng)時(shí)間穩(wěn)定在8秒(低溫環(huán)境因電容特性延長(zhǎng)至10秒),運(yùn)行中無(wú)重啟或宕機(jī);
· 抗干擾測(cè)試:在車(chē)間電磁干擾環(huán)境(附近有變頻器、電機(jī))中運(yùn)行,以太網(wǎng)、5G信號(hào)強(qiáng)度無(wú)明顯衰減(5G RSRP維持-95dBm以上),MIPI視頻流無(wú)花屏,驗(yàn)證了PCB抗干擾設(shè)計(jì)(如RJ45下方銅挖空、差分線等長(zhǎng)等距)的有效性。
根據(jù)文檔中的功耗表,實(shí)測(cè)不同負(fù)載下的功耗:
· 空閑狀態(tài)(僅運(yùn)行系統(tǒng)):12V輸入,電流0.18A,功耗2.16W;
· 正常負(fù)載(接入2傳感器+1攝像頭+1網(wǎng)口):電流0.28A,功耗3.36W;
· 滿負(fù)載(8核運(yùn)算+4K視頻+5G傳輸):電流0.76A,功耗9.12W(與文檔中“Stress模式9.36W”接近)。
低負(fù)載時(shí)功耗僅2W級(jí),適合電池或POE供電場(chǎng)景;高負(fù)載時(shí)功耗可控,散熱設(shè)計(jì)(無(wú)風(fēng)扇,依賴(lài)金屬外殼被動(dòng)散熱)可維持溫度≤80℃。
ECB32-PGB系列單板機(jī)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景中的核心價(jià)值體現(xiàn)在三方面:
1. 功能集成,降低硬件成本:?jiǎn)卧O(shè)備支持“數(shù)據(jù)采集(傳感器/攝像頭)+ 邊緣計(jì)算(AI推理)+ 多網(wǎng)傳輸(5G/以太網(wǎng)/CAN)”,替代傳統(tǒng)“PLC+邊緣計(jì)算盒子+通信模塊”的多設(shè)備方案,硬件成本降低40%以上;
2. 開(kāi)發(fā)效率提升:開(kāi)源的底板原理圖、驅(qū)動(dòng)源碼及Debian系統(tǒng),使開(kāi)發(fā)者無(wú)需從0設(shè)計(jì)硬件或調(diào)試驅(qū)動(dòng),項(xiàng)目周期從3個(gè)月縮短至1個(gè)月;
3. 長(zhǎng)期穩(wěn)定性保障:工業(yè)級(jí)寬溫設(shè)計(jì)與防浪涌電路,減少高溫/低溫環(huán)境下的故障率(實(shí)測(cè)年故障率<0.5%),降低維護(hù)成本。
通過(guò)本次測(cè)評(píng),ECB32-PGB單板機(jī)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景中展現(xiàn)出“高性能、多接口、強(qiáng)穩(wěn)定”的核心優(yōu)勢(shì):全志T527芯片的異構(gòu)算力滿足復(fù)雜邊緣計(jì)算需求,豐富的接口適配多設(shè)備互聯(lián),工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)保障惡劣環(huán)境下的可靠性,完善的軟件生態(tài)降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻。對(duì)于需要部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的制造企業(yè)、智慧工廠項(xiàng)目,ECB32-PGB是兼顧性能與成本的理想選擇。
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