在萬物互聯的時代，工業網關有了新的內涵，已不只是簡單的網絡或協議交換的功能。數據吞吐量、數據并發通道、新的網絡協議或標準支持等不斷增長，而這些只是傳統網關的技術發展要求，還會涉及到包括邊緣計算、增強安全加密等一系列采集、控制和預處理功能，這些新技術正在引領著工業網關的發展。與此同時，伴隨中國工業化加速的是對產品成本越來越優化的需求。

而如今，在智能制造、新基建、工業 4.0 等等一系列大背景下，工業網關正在迎來新一輪的變革。德州儀器也和其合作伙伴——創龍科技，攜手助力中國電力設備成套供應商繼續活躍于全球電力行業。

助力儲能網關的高性能設計的優選方案

2018 年底，NN 公司創業伊始，需要針對儲能行業開發出高性能網關。不同于標準工業網關，儲能站的網關除了處理儲能單元的數據之外，還需要采集電流、電壓及溫度等數據，使儲能站的計量更加準確，同時也可以確保整個系統的高安全可靠特性。此外，當時正值儲能賽道剛剛起步，NN 公司因此強烈希望縮短產品上市周期以搶占市場。由于自身嵌入式領域積累不足，尋找了幾家工業嵌入式方案供應商，以期獲得最專業的答案。

廣州創龍電子科技有限公司（以下簡稱“創龍科技”）的技術人員接到咨詢電話后，幾番溝通，相關人員即趕往 NN 公司，共同探討產品技術方案。考慮到客戶需要控制成本來提高產品性價比，因此推薦了基于德州儀器 AM335x 處理器的核心板，該單芯片方案可以通過 GPMC 總線接入多路并口 AD。與另一家公司提供的通過 FPGA 進行采集的方案相比，可節省至少 30% 的成本。

AM335x 處理器，是德州儀器于 2011 年推出的，采用了 ARM Cortex-A8 內核，該處理器成功幫助工業市場從 ARM 9 過渡到了 Cortex-A 架構，在保留低功耗的同時，增強了處理性能、連接性、接口等特性，并集成雙口千兆以太網，以及獨有的 GPMC 接口。如此前瞻性的設計，不僅在當時遙遙領先，使其時至今日依然活躍在工業網關及 HMI 等場景中。正因為如此，Sitara 在工業領域迅速導入，積累了大量案例，其可靠性已經得到了行業驗證。

就在 NN 公司的技術人員仔細審視德州儀器 AM335x 方案時，創龍科技接通了德州儀器的 FAE，三方就 AM335x 的部分參數細節進行討論。這個方案與 NN 公司的需求是如此匹配，而且德州儀器基于 Arm 的處理器產品系列涵蓋高中低端，產品 roadmap 也符合公司未來升級的規劃，兼容性很強。所以 NN 公司當場就決定使用德州儀器 AM335x 處理器，并在接下來的 7 天內迅速進行了項目立項與啟動。

當然，背后的考慮因素還有很多，最重要的是這家公司擁有遠大的雄心，需要注重更長期的合作關系，更穩定的供貨保證以及更多的技術支持服務，在這三方面，德州儀器都可以完美與之匹配。包括，德州儀器擁有著數十年的處理器和工業開發經驗，擁有自主的晶圓廠和封測廠，在嵌入式軟件和開發參考方面擁有多年的積累與支持。

利用德州儀器信號鏈方案全方位優化網關性能

由于 Sitara 在網關及工業市場上多年的廣泛應用，因此具備豐富的參考設計庫，而創龍科技也擁有大量的 SOM/GPMC 的成熟方案和豐富的產品開發案例，此外，德州儀器在整個信號鏈上的積累，也方便用戶進行一站式選擇，因此創龍為 NN 公司的采樣方案推薦了德州儀器的 ADS8568。基于創龍科技提供的成熟核心板和參考設計，NN 公司在 10 天內即完成了項目底板硬件原理圖。隨后創龍科技和德州儀器的 FAE 攜手在一天內就協助其完成了原理圖的審核。最終，NN 公司僅用了兩個月就順利完成了樣機的設計，而按照常規如果從零開始自行設計的話，至少需要半年。

由于工業對系統的安全性、穩定性、實時性的苛刻要求，在系統驗證階段，創龍科技幫助 NN 公司同時驗證了包括 Linux、Linux-RT、RTOS 等操作系統，并在不同系統階段進行上電掉電 1 萬次，最大程度上確保系統的穩定性。同時，亦對產品進行多次高低溫試驗（-40℃~+85℃）、高溫老化試驗、振動試驗等，確保產品勝任工業應用現場要求。另外，由于工業客戶都需要長期的供貨保證，因此也需要全生命周期的產品維護。

過硬的產品讓 NN 公司迅速成為行業的頭部企業，德州儀器和創龍科技在這個過程中一直為其提供各種軟硬件及服務。

AM62x 處理器系列升級網關功能

2022 年，隨著能源風口的到來，儲能市場也掀起了新一輪升級，其中最重要的體現就是裝機容量快速提升，也就意味著網關要管理更多的儲能單元。NN 公司為了在市場上持續保持領先，需要推出更高性能的產品，對處理器的具體需求如下：2 個千兆網口、8 個串口和 3 路 CAN，需具備較強的計算能力和實時性，要求主頻不低于 1.2GHz，內核數量不少于兩個等等。

而此時德州儀器推出的 Sitara AM62x 系列 MPU 恰好符合上述要求，相較上代產品有多項升級。AM62x 處理器內核從 32 位升級成 64 位，內核架構由 Cortex-A8 升級至 Cortex-A53，內核數量及主頻也都有所升級。除此之外，在內存、顯示、安全、外設接口以及連接等方面均有大幅提升。這些功能的改進，也可以極大提高網關數據的吞吐及處理性能，從而滿足 NN 公司應對多路電池儲能單元網關的要求。

由于 NN 公司之前在 AM335x 上的成功商用，使其非常信任德州儀器的產品。而且德州儀器的產品設計具有很強的延續性，軟件框架基本不變，升級換代的代價極低，對于 NN 公司來說可以將前幾年積累的技術應用平移，在此基礎上再增加新應用，以極低的成本切換，從而實現順滑升級。與此同時，創龍科技和德州儀器長期以來保持的密切合作關系，也使其在 AM62x 問世之初就推出了配套的核心板以方便用戶。以往很多工業級客戶在選購產品時，往往不愿意第一個吃螃蟹，都希望產品經過廣泛驗證之后再做考慮，避免踩坑。而德州儀器的芯片加上創龍科技的服務，卻使 NN 公司愿意第一時間采納 Sitara 最新的方案。

展望工業的未來

從自動化流水線到傳感器檢測網絡，從智能交通到電網傳輸，網關幾乎覆蓋了所有的工業應用。因此，設計出一款滿足場景應用的網關，是工業系統可以穩定連接的基礎保證。對于廣大的工業市場而言，IT 與 OT 的融合還在繼續，因此網關技術的發展還會持續向好。至于 NN 公司，未來儲能市場還將繼續發展，也就意味著必須持續開發出更加合適行業應用的網關產品。

在工業市場向智能化，物聯化的方向演進過程中，網關的升級至關重要，其中對于處理器也有了新的要求，在滿足安全性、魯棒性和實時性的基本要求下，還需要更高處理性能、更快的開發周期以及更好的用戶體驗。為此，德州儀器將不斷推出更高性能且更具性價比的處理器，同時還將不遺余力的在技術開發和銷售等方面為客戶進行全方位的支撐。

在工業化的浪潮下，無論是德州儀器還是創龍科技以及他們成千上萬的工業客戶，都有著雄心勃勃的計劃，這些計劃的背后，正是他們一直在默默追求的先進技術。

審核編輯：湯梓紅