从上图可以看出不管是外接口的数量还是外壳材质来看,相较于飞凌嵌入式之前的5G网关还是有很大的差别。下面跟着小编一起了解下它的主要特点:

1、内置高性能、高算力CPU,边缘计算能力强大;

2、工业级设计与防护,稳定性更强;

3、良好的散热能力无需风扇,适用面更广;

4、多路通讯、控制与采集接口,功能更丰富;

5、模组全部采用M．2与Mini PCIe接口,适配性好,选配灵活;

6、丰富的第三方组件与协议,方便二次开发与维护。

综合上述特点不难看出FCU2303嵌入式控制单元是一款高度集成的5G智能通信网关。

很多人都说这款是网关中的瑞士军刀,为了让大家能够有更直观的认识和感受,接下来请跟着小编,一起来深入了解下这款5G智能网关3．0都有哪些过人之处。

FCU2303 5G智能网关采用NXP LS1046A与LS1043A处理器兼容设计,这样设计的好处是什么?不同配置会有不同数量的接口以及不同的成本?

小编简单介绍一下这两款芯片的性能参数:

LS1046A 四核ARM Cortex-A72处理器,主频支持1．8GHz,2GB DDR4 RAM,数据吞吐量最高可达2．1GT/s,高达45000 CoreMark分值的性能。

LS1043A四核ARM Cortex-A53处理器, 主频1．6GHz,2GB DDR4 RAM,提供超过10 Gbps的性能,CoreMark跑分在26000以上。

单看这些数据还是不太直观,通过将NXP A72与A53与x86进行数据对比来了解一下这两款处理器的性能。

For non-networking loads

A72 cores = Xeon-D thread

A53 cores = Atom cores

For networking loads

A72 cores > Xeon-D thread

A53 cores > Atom cores

从以上数据可以看出,在无网络负载的情况下,A72核的算力和志强移动端处理器1527算力一致,A53核的算力与阿童木处理器算力一致;当有网络负载的情况下,A72与A53的算力均大于以上x86的两款处理器,原因就在于LS1043A与LS1046A内置的DPAA硬件网络加速引擎,当有网络负载的时候不需要占用CPU的资源,在加速网络吞吐的同时,降低CPU占用率。

网关中的瑞士军刀

从FCU2303嵌入式控制单元的接口外观可以看到,网关具备多路通讯网口、控制、采集端口,右边部分是标配8路独立MAC地址的千兆以太网接口,左边是连接工业设备的通讯接口。

1、8路千兆网络

8路千兆网络可以根据需要做数量的增减,可配置为8路、6路、4路、2路、0路。

2、扩展模块设计

支持8组端子形式的 RS485、RS232接口(4路复用,4路RS485),2组DI数字量输入,2组继电器输出,方便数据采集,设备状态监测,前端设备控制;5G智能网关采用主板+扩展板的方式,将主板的I2C、UART、USB、GPIO引出到扩展板,方便用户对不同的功能引脚需求进行增减,快速开发产品,缩短产品上市周期。

3、高速数据读写

众所周知视频、图像、工业数据等信息非常占用存储空间,尤其是视频数据等这些大数据量需要高速带宽才能满足实时存储。

但是通常嵌入式存储设备的容量都不是很大,FCU2303支持PCIe 3．0,支持M．2的NVME固态硬盘,由于NVME走的是PCIe通道,速度比SATA通道更快。

4、无线通信、灵活选配

5G智能网关肯定少不了无线模组的支持,FCU2303支持5G、4G、WiFi无线通讯模组,支持华为MH5000、移远RM500Q全网通5G模组,并支持华为ME909S、移远EC20全网通4G模组,5G与4G通过拨码一键切换便可使用。5G作为今年的七大基建之一目前正在陆续的应用,相较5G,4G的应用目前最为广泛,同时支持双频WiFi,支持STA、AP两种模式。

强悍被动散热能力

工业场景应用灰尘多、环境恶劣,原来x86架构产品通常需要风扇来进行散热,但是这样会导致灰尘进入机身而影响性能与稳定性,所以既要保证CPU的高运算能力,还要保证散热处理,这是一项比较复杂的工程,也衍生了无风扇产品的需求。

FCU2303采用无风扇设计,实际测试数据如下:

常温CPU满负载运行,外壳44℃,CPU结温为52℃,CPU内部到外壳热阻值差8℃;环境温度为85℃,CPU满负载运行,CPU结温为98度,散热效果良好。

工业级设计

工业产品应用,器件需要按照工业级标准选型,经过-40℃～+85℃高低温严格测试;铝合金型材外壳,坚固耐用。在产品细节上更是精益求精,前后挡板螺丝导电处理、橡胶套对天线缺口进行密封、天线与外壳绝缘处理同时做了防滑扣设计,这些都将增加产品的稳定性。

除了工业温度的要求,EMC电磁兼容也是工业产品最为重要的内容,智能网关外围接口全部增加静电四级防护,通讯端口增加隔离保护芯片。RS485、RS232接口3KV隔离保护,EFT3级防护;网口、USB、RS485、RS232,静电四级防护。

系统支持

之前很多用户应该都遇到过交叉编译的问题,FCU2303支持Ubuntu18．04操作系统,可通过apt-get命令直接获取新版本的安装软件包,不需要交叉编译;支持Samba、Lighttpd、虚拟化技术(Docker、LXC、QEMU)、IPsec、OpenSSL、Python3以上版本。

网络协议支持

网关的开发离不开众多网络协议的支持,FCU2303支持TCPIP UDP DHCP这种socket网络编程应用的协议,也支持FTP、SSH、Telnet这样远程访问服务的协议。

安全加密

嵌入式系统软件的安全越来越受到重视,FU2303 5G智能网关3．0 内置加密芯片设计,可有效防止应用程序被窃取,加强了知识产权的保护。

智能网关应用探索

1、5G工业路由应用

工业现场应用很多时候需要路由功能,以太网做LAN口组成内部局域网,把5G作为WAN口,通5G上网或者通过WiFi的AP实现组网功能。

2、5G智慧灯杆应用

智慧化的路灯作为一个高度集成的项目,是智慧城市发展的落地载体,有外延、可扩展、能适配智慧城市的建设要求。在景区、园区、步行街,智慧灯杆的主要功能不仅仅局限于照明,还包括:照明、视频监控、环境监测、信息发布、公共广播、求助报警、IP广播、网络覆盖、充电桩等功能。

3、5G车载TAU应用

车载TAU主要作用是将CBTC(基于通信的列车自动控制系统)、CCTV(视频监控系统)、PIS(乘客信息系统)进行采集存储,利用5G或者WiFi在有限时间内将数据传输到地面。
1、极快的运算处理能力,LS1046A的架构是ARM Cortex-A72架构,主频最高1．8GHz,可以满足大量的数据处理和运算的功能。
2、强大的网络处理能力,原生支持8路Ethernet,最大可支持2个XFI(10GbE)接口,同时支持多种网络协议。
3、支持USB3．0,支持5G,可以满足列车在停站的短时间内,完成数据的发送和接收,符合高带宽、实时传输的要求。
4、支持WiFi5．0和WiFi6．0,和地面通信模块通信时,保证实时传输条件下的数据的稳定性和准确性。
5、支持M．2的硬盘,在满足TAU存储大量数据的同时,极大的减小了产品的体积,方便安装和携带。

4、5G智慧救护车应用

其实5G在医疗健康领域包括远程会诊、远程超声、远程手术、应急救援、远程示教、远程监护、智慧导诊、移动医护、智慧院区管理、AI 辅助诊断等众多场景的广泛应用。

通过 5G网络实时传输医疗设备监测信息、救护车辆实时定位信息、车内外视频画面。便于实施远程会诊和远程指导,对院前急救信息进行采集、处理、存储、传输、共享可充分提升管理救治效率,提高服务质量现代救护车,装备了先进的诊疗装备,包括多参数心电监护仪、全自动呼吸机、除颤仪等。

现代诊疗设备通过FCU2303工业级无线路由器网口及I/O串口,车内诊疗仪器实现高速上网及生理数据无线传输,将车内患者的诊疗数据、监护影像实时传输到医院,使医院在第一时间掌握患者病情,提前制定急救方案并进行资源准备,实现院前急救与院内救治的无缝对接,为患者抢救提供了很好的保障。