龙芯2K0500多功能SoC处理器及其解决方案

近日，在河南郑州举办的2022世界传感器大会上，龙芯中科董事长胡伟武发表开幕主旨演讲，并发布了龙芯2K0500多功能SoC处理器，及其解决方案。

龙芯2K0500基于自主核心技术，是一款高集成度处理器芯片，面向工控互联网应用、打印终端、BMC等领域，合作伙伴已推出一系列板卡及解决方案。

龙芯2K0500片内集成单个64位龙架构(LoongArch)LA264处理器核、32KB一级指令缓存、32KB一级数据缓存、512KB二级缓存、32位DDR2/3-1066控制器、2DGPU图形核心、DVO显示接口、两路PCIe2.0、两路SATA2.0、四路USB2.0、一路USB3.0、两路GMAC、PCI总线、彩色黑白打印接口、HDA及其他常用接口，主频500-800MHz。

它还支持ACPI、DVFS/DPM动态电源功耗管理等低功耗技术，支持多种电源级别和唤醒方式，可根据具体应用场景，对芯片部分功能和高速接口进行动态时钟、电源开关控制，满足工控、网络安全等应用领域低功耗应用需求。

基于龙芯2K0500，龙芯中科与合作伙伴已推出多个基于该平台的解决方案。

1、国产化BMC方案

搭载国产化元器件，自主可控国产化率达100%。

通过PCIe、LPC和USB总线与主系统相连，实现主系统的VGA显示、带内通信、KVM相关功能，通过I2C、ADC、PWM等实现温度、电压、风扇等各种传感器的采集与控制，通过LAN、Serial、IPMB实现与chassis、机柜管理模块通信和带外管理控制。

2、全国产化模块

主频最高800MHz，模块具有丰富的IO接口：支持2路RGMII接口，2路SATA 2.0，4路CAN 2.0，4路TTL串口，4路USB 2.0接口，1路USB3.0接口并支持OTG模式；扩展接口部分支持2路PCIe x1通道，1路标准32位PCI（可配置localbus总线模式）。

模块尺寸76mmx55mm，总功耗3～5W，采用全表贴、高国产化设计，具有功耗低、体积小、满足宽温工作环境的特点，可广泛应用于政府、科研、医疗、数控、通讯、交通等各嵌入式领域。

3、工业物联网关

高度集成化设计，在一块单板上集成了主处理器、模拟量和开关量采集电路、开关量输出电路、4G模块、网络接口、串行接口、电源系统等功能部件和模块。

提供多路工业以太网接口、CAN接口、RS232/485串行接口、模拟量输入、数字量输入、开关量输出等功能来实现工业现场数据采集与协议转换，在智能工厂、石油石化、智慧水务各场景中实现应用推广。

4、邮票版模块

针对物联网、网关，多种嵌入式、教育、开发平台等。

5、龙芯2K0500派

IO接口丰富，板卡采用表贴化设计，具有稳定、安全、可靠、实用性强等特点，可广泛应用于工业、网络、科研、医疗、数控、通讯、交通、教育等领域。

可以通过PCe作为其他主控的外设进行接口的扩展或实现多SoC芯片高速总线互联。

6、龙芯2K0500 IDE

龙芯嵌入式集成开发环境LoongIDE是用于开发龙芯嵌入式芯片的编程工具，目前支持龙芯2K0500、1B、1C、1C101的裸机项目或RT-Thread/FreeRTOS/uCOS/RTEMS项目。

用户通过向导创建项目，自动生成项目框架代码，以项目为单位进行源代码管理，并支持YAFFS2、lwIP等网络协议栈、文件系统等第三方代码库的导入。

框架代码中有完善的芯片驱动程序库，并采用统一的格式编写，直接调用驱动函数即可。项目编译时自动生成makefile文件，链接成龙芯芯片的可执行程序。

提供复用引脚配置的直观图形操作界面，并自动生成初始化代码，并配套完善的帮助文档和编程示例。

7、自主可控的打印机方案

打印机控制器作为打印机核心部件，其安全性对于打印及整机系统的安全性至关重要，目前国产化打印机技术的研究越来越受到重视。

龙芯2K0500国产自主可控打印机方案可以确保打印机本体安全性，为国家的信息安全提供可靠保障，目已应用于众多国产打印机厂商。

龙芯2K0500集成一个打印机接口控制器PRINT，通过PRINT接口与打印机进行数据通信，其内部主要包括LSU机芯控制和JBIG85解码模块。

其中，LSU机芯控制模块同时支持8路机芯控制，可实现同时打印青、粉、黄、黑四种颜色彩打功能；JBIG85解码模块可实现对由JBIG85压缩算法压缩过的图片数据进行解码处理，可负责同时对青、粉、黄、黑四个颜色进行对应数据的解码工作。

LSU控制模块主要包含三个模块：AXI/APB控制模块，LSU激光头控制模块以及MOTOR马达控制模块，结构框图下图所示：

再看另一款非常牛X的国产芯片。

8月9日，国内科技创新企业壁仞科技(Birentech)正式发布了BR100系列通用计算GPU，号称算力国内第一，多向指标媲美甚至超越国际旗舰产品。

当地时间8月22日，第34届Hot Chips芯片大会首日演讲，NVIDIA Hopper、AMD Instinct MI200、Intel Ponte Vecchio三大巨头的通用GPU纷纷秀出肌肉，而与之并肩亮相的，就是壁仞科技BR100。

会上，壁仞科技联合创始人、CTO洪洲与壁仞科技联合创始人、总裁徐凌杰进行了题为“Biren BR100 GPGPU: Accelerating Datacenter Scale AI Computing”的主题演讲，为来自全球的专业听众介绍了BR100芯片的特点与原创芯片架构的细节。

根据介绍，作为主要用于加速数据中心规模通用计算的GPGPU芯片，BR100具有极高的算力密度，单卡16位浮点算力达到PFLOPS级别，并具备高速片上与片外互连带宽。

BR100采用7nm制程工艺、Chiplet小芯片设计和CoWoS 2.5D封装技术，以OAM模组形态部署，能够在通用UBB主板上形成8卡点对点全互连拓扑。

为了支持强大的算力，BR100配备了超过300MB的片上高速缓存，用于数据的暂存和重用，以及64GB的HBM2E高速内存。

它的核心计算单元由大量通用流式处理器组成，具备通用计算和2.5D GEMM架构的专用张量加速算力。

在原创架构层面，壁仞科技按照深度学习等通用负载的计算特点，提供一系列针对数据流的增强特性，包括特殊的C-Warp协同并发模式、张量数据存取加速器TDA、NUMA/UMA访存模式、近存储计算等。这些特性是BR100能够在算力和能效比上达到全球领先水准的关键。

此外，壁仞科技还介绍了一种新的TF32+数据类型，具备比TF32数据类型更高的精度。

在软件方面，壁仞科技还介绍了BIRENSUPATM软件栈，其核心编程模型具有C/C++编程接口和运行时API，风格与主流的GPGPU开发语言和编程范式类似。

它能够使开发者在BR100上非常容易地进行编程开发，同时大幅降低代码迁移工作量，实现从主流编程环境向BIRENSUPA平台的无缝迁移。

资料显示，壁仞科技BR100集成了多达770亿晶体管，规模上堪比人类大脑神经细胞，已经非常接近800亿个晶体管的NVIDIA GH100计算核心，而且BR100系列芯片一次就点亮成功了！

性能方面，INT8整数计算2048 Tops(每秒2048万亿次)、BF16浮点计算1024 TFlops(每秒1024万亿次)、TF32+浮点计算512 TFlops(每秒512万亿次)、FP32双精度浮点256 TFlops(每秒256万亿次)。

此外，它的外部IO带宽达2.3TB/s，支持64路编码、512路解码，还支持PCIe 5.0、CXL互连协议。

审核编辑 ：李倩