换一批
换一批智能配电网边缘计算核心芯片、软硬平台关键技术及应用
项目年度编号：
2400100004
中图分类号：
TM769 TP316
成果公布年份：
2024
成果简介：
项目历时9年，以配电网面临的实际难题为切入点，以提升配电台区终端性能、实时性、安全性和感知协同能力并实现大规模量产应用为最终目标，形成自主可控、国际领先的研究成果。项目总体研究思路是：采用“硬件平台化，软件APP化”设计理念，研究内存属性预测算法和随机扰乱流水线技术，设计簇内对称、簇间非对称的多核异构芯片架构，实现高性能、高集成、大算力、强实时的核心芯片，基于核心芯片构建兼容不同算力、内存等硬件资源的灵活可配置操作系统内核架构，开发本体免疫、主动度量的操作系统安全可信防护技术，实现全自主高安全嵌入式操作系统；深入研究算力资源分配策略、边缘计算感知技术、边缘计算软硬协同技术，设计多模态业务感知与虚拟化编排模型，构建配电物联网资源、管理、数据、业务多层次云边自协同和边缘自组织技术体系，最终完成工业级CPU内核、2款“海燕”系列高端主控芯片、“枢纽”系列工业级嵌入式操作系统和2款边端侧软硬件平台的研制及推广应用，满足智能配电网终端安全接入、即插即用和互联互通需求，提升配电台区云边协同和边缘自治能力，全面支撑智能配电网建设。项目突破了电力应用算力增强、多核多簇芯片架构、安全可信计算平台和配电业务感知模型等关键技术，研发出高性能CPU内核、强实时主控芯片、全自主安全操作系统和易扩展边缘计算软硬平台，并实现规模化应用，取得了集理论、技术、平台及产品于一体的创新成果：
（1）发明了分支指令预取目标地址方法和内存属性预测算法，提出了功耗和时间随机扰乱流水线架构，研制出电力行业首款专用高性能、高安全CPU内核，与国内外同类先进CPU内核相比，计算性能提升18%，有效提升了边缘侧传统终端数据处理和安全防护能力，实现了电力行业CPU内核安全可控，打破国外垄断。（2）首创了基于电力业务模型的多核异构芯片架构，设计了“感-算-控”一体的电路结构及协同调度机制，发明了多核处理器的资源调整及自适应多参量调节算法，研制出电力行业首款高性能、强实时主控芯片，与传统架构相比，实时切换时间缩短21%，平均运行能耗降低10%，解决了主控芯片在配电网海量终端接入下的时效性问题。（3）发明了插件式可配置的统一嵌入式操作系统内核架构，设计了安全可信计算框架，开发出全自主、高安全的“枢纽”操作系统，与国外同类产品相比，最大中断延迟时间降至0.833,μs，获得了中国网络安全认证中心的产品信息安全四级认证，填补了国内电力行业边缘计算领域空白。（4）提出了多模态边缘计算终端的业务感知与虚拟化编排技术，设计了配电物联网资源、管理、数据、业务多层次云边自协同和边缘自组织技术体系，研制出边缘计算核心平台，实现了配电设备的即插即用、互联互通，解决了多业务广泛感知与灵活部署的难题。
完成单位：
北京智芯微电子科技有限公司 清华大学 电子科技大学 国网上海能源互联网研究院有限公司 国网天津市电力公司 北京智芯半导体科技有限公司 深圳市国电科技通信有限公司 国网重庆市电力公司营销服务中心
完成人：
李德建 刘亮 郑利斌 王慧 王喆 张鹏 万海 杨立新 霍超 肖堃 郭屾 张磐 黎金旺 闫天瑜 周佳慧
- 浏览：0
- 被引：0
- 下载：0
相似文献
- 中文期刊
- 外文期刊
- 学位论文
- 会议论文
