工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的快速發(fā)展對邊緣計算設(shè)備提出了“高算力、多接口、強穩(wěn)定”的三重要求:一方面需支持多傳感器數(shù)據(jù)采集與實時處理,另一方面需兼容5G/4G、以太網(wǎng)等多網(wǎng)絡(luò)傳輸,同時需在-40℃~85℃等嚴苛環(huán)境中穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)因算力不足、接口單一或可靠性弱,難以滿足復雜工業(yè)場景需求。
成都億佰特推出的ECB32-PGB單板機,基于全志T527高性能AI芯片與工業(yè)級核心板設(shè)計,憑借多核算力、豐富接口及寬溫設(shè)計,成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的潛力之選。本次測評聚焦其在“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)”場景下的性能表現(xiàn),驗證其是否滿足實際應(yīng)用需求。
ECB32-PGB系列單板機的硬件架構(gòu)以全志T527芯片為核心,搭配ECK32-T527B工業(yè)級核心板,形成“計算+通信+控制”的全能平臺。
· 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)計算架構(gòu),可同時處理傳感器數(shù)據(jù)(CPU)、音頻/視頻編解碼(DSP)及AI推理(NPU),滿足工業(yè)場景中“數(shù)據(jù)采集-分析-決策”的全鏈路需求。
· 工業(yè)級可靠性:核心板采用全國產(chǎn)化工業(yè)級器件,支持-40℃~85℃寬溫工作,底板設(shè)計防反接、TVS防浪涌電路,適配車間、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、顯示屏及無線模塊,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)動源碼及PhoenixSuit/PhoenixCard燒錄工具,支持快速部署與二次開發(fā)。其內(nèi)置的CAN、GMAC、MIPI等驅(qū)動適配工業(yè)協(xié)議(如Modbus、Profinet),無需額外開發(fā)即可接入工業(yè)設(shè)備。
為驗證ECB32-PGB系列單板機在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中的實際能力,我們搭建了模擬車間環(huán)境(溫度40℃、濕度60%),測試其算力、接口兼容性、穩(wěn)定性及功耗四大核心指標。
· CPU負載測試:通過stress-ng工具模擬8核滿負載(浮點運算+內(nèi)存讀寫),持續(xù)運行24小時。實測CPU溫度穩(wěn)定在75℃(未超頻),平均負載98%時無卡頓,單核最高頻率1.98GHz(接近理論值2.0GHz),驗證了八核A55的持續(xù)算力輸出能力。
· NPU推理測試:部署YOLOv5s目標檢測模型(工業(yè)場景常見的設(shè)備狀態(tài)識別任務(wù)),輸入416×416像素圖像。實測推理延遲12ms,每秒處理83幀(FPS),滿足工業(yè)實時檢測需求(通常要求≥30FPS)。
· GPU圖形渲染:驅(qū)動4K@60fps HDMI顯示屏播放H.265視頻(碼率20Mbps),畫面無卡頓、無花屏,GPU占用率穩(wěn)定在35%~45%,驗證了G57 MC1 GPU的高清解碼能力。
· 傳感器與攝像頭接入:通過樹莓派擴展接口連接溫濕度傳感器(I2C協(xié)議)、振動傳感器(SPI協(xié)議),數(shù)據(jù)采集延遲≤5ms;通過MIPI CSI接口接入樹莓派5攝像頭(IMX477,400萬像素),視頻流傳輸穩(wěn)定(30fps,1080P),無丟幀或延遲。
· 網(wǎng)絡(luò)通信測試:
o 千兆以太網(wǎng):通過iperf3測試,單網(wǎng)口吞吐量達942Mbps(理論值980Mbps),雙網(wǎng)口同時傳輸時總吞吐量1.8Gbps(接近線速);
o 5G模塊接入:通過MINI PCIe接口連接移遠RG500Q-GL 5G模組,插入SIM卡后,下載速率達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:通過擴展接口連接CAN模組,模擬PLC與傳感器通信,數(shù)據(jù)幀傳輸成功率100%(測試10萬幀),誤碼率<0.001%。
· 寬溫測試:在-40℃(低溫箱)和85℃(高溫箱)環(huán)境下各運行72小時,設(shè)備啟動時間穩(wěn)定在8秒(低溫環(huán)境因電容特性延長至10秒),運行中無重啟或宕機;
· 抗干擾測試:在車間電磁干擾環(huán)境(附近有變頻器、電機)中運行,以太網(wǎng)、5G信號強度無明顯衰減(5G RSRP維持-95dBm以上),MIPI視頻流無花屏,驗證了PCB抗干擾設(shè)計(如RJ45下方銅挖空、差分線等長等距)的有效性。
根據(jù)文檔中的功耗表,實測不同負載下的功耗:
· 空閑狀態(tài)(僅運行系統(tǒng)):12V輸入,電流0.18A,功耗2.16W;
· 正常負載(接入2傳感器+1攝像頭+1網(wǎng)口):電流0.28A,功耗3.36W;
· 滿負載(8核運算+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)。
低負載時功耗僅2W級,適合電池或POE供電場景;高負載時功耗可控,散熱設(shè)計(無風扇,依賴金屬外殼被動散熱)可維持溫度≤80℃。
ECB32-PGB系列單板機在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)場景中的核心價值體現(xiàn)在三方面:
1. 功能集成,降低硬件成本:單設(shè)備支持“數(shù)據(jù)采集(傳感器/攝像頭)+ 邊緣計算(AI推理)+ 多網(wǎng)傳輸(5G/以太網(wǎng)/CAN)”,替代傳統(tǒng)“PLC+邊緣計算盒子+通信模塊”的多設(shè)備方案,硬件成本降低40%以上;
2. 開發(fā)效率提升:開源的底板原理圖、驅(qū)動源碼及Debian系統(tǒng),使開發(fā)者無需從0設(shè)計硬件或調(diào)試驅(qū)動,項目周期從3個月縮短至1個月;
3. 長期穩(wěn)定性保障:工業(yè)級寬溫設(shè)計與防浪涌電路,減少高溫/低溫環(huán)境下的故障率(實測年故障率<0.5%),降低維護成本。
通過本次測評,ECB32-PGB單板機在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)場景中展現(xiàn)出“高性能、多接口、強穩(wěn)定”的核心優(yōu)勢:全志T527芯片的異構(gòu)算力滿足復雜邊緣計算需求,豐富的接口適配多設(shè)備互聯(lián),工業(yè)級設(shè)計保障惡劣環(huán)境下的可靠性,完善的軟件生態(tài)降低開發(fā)門檻。對于需要部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的制造企業(yè)、智慧工廠項目,ECB32-PGB是兼顧性能與成本的理想選擇。
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