1、龙芯生态工作组本白皮书版权属于龙芯中科技术股份有限公司所有，受法律保护。未经许可，任何单位及个人不得以任何方式或理由对报告内容进行使用、复制、修改或与其它产品捆绑使用、销售。转载、摘编或引用白皮书内容和观点应注明“来源于龙芯中科技术股份有限公司龙芯生态白皮书（2021年）”。凡侵犯版权等知识产权的，必依法追究其法律责任。版权声明本报告由龙芯中科技术股份有限公司编写。部分数据和观点来自公开信息或网络，编写单位不承担相关责任。免责声明07080903032394243444546487181919一、龙芯CPU1.1 龙芯中科介绍1.2 自主指令系统Lo

2、ongArch1.3 CPU产品1.4 CPU性能1.5 安全特性二、龙芯基础软件2.1 龙芯基础版操作系统和商业操作系统2.2 通过二进制翻译融合软件生态2.3 建立面向工业控制的生态体系2.4 龙芯开源社区建设三、基于龙芯CPU的整机产品和解决方案3.1 桌面及服务器3.2 信息化一体机3.3 网络安全3.4 工业控制3.5 办公外设3.6 商用密码3.7 云平台3.8 人工智能3.9 大数据四、基于龙芯CPU的行业实践案例4.1 电子政务办公4.2 企业信息化4.3 金融行业4.4 交通行业4.5 能源行业4.6 通信行业4.7 教育行业4.8 医疗解决方案4.9 消费电子与物联网五、龙

3、芯生态人才培养5.1 生态培训5.2 学校教育5.3 考核认证5.4 职业技能等级认证5.5 书籍出版六、龙芯生态发展方向6.1 选择正确的生态路线6.2 继续扩展产品价值6.3 应用迁移长期攻坚6.4 坚定信心完成生态建设使命0202040405022515151龙芯生态白皮书目 录CONTENTS20211LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD?龙芯CPU2龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司| 1.1 龙芯中科介绍 | CPU（中央处理器）是重要的 IT 基础元器件，是信息系统的核心组成部分。龙芯中科是来自中国科学院计算技术产业的传承，于 2001

4、 年开始研发龙芯 CPU，是我国最早研制通用 CPU 的队伍，具备雄厚的技术积累。2010 年公司开始市场化运作，对龙芯处理器研发成果进行产业化。龙芯中科是国内唯一坚持基于自主指令系统构建独立于 Wintel（Windows-Intel）体系和 AA（Android-Arm）体系的开放性信息技术体系和产业生态的 CPU 企业。经过长期积累，形成了自主 CPU 研发和软件生态建设的体系化关键核心技术积累。与国内多数集成电路设计企业购买商业 IP进行芯片设计不同，龙芯中科坚持自主研发核心 IP，形成了包括系列化CPU IP 核、GPU IP 核、内存控制器及 PHY、高速总线控制器及 PHY 等上

5、百种 IP 核。与国内多数 CPU 企业主要基于 ARM 或者 X86 指令系统融入已有的国外信息技术体系不同，龙芯中科推出了自主指令系统 LoongArch，并基于 LoongArch 迁移或研发了操作系统的核心模块，包括内核、三大编译器（GCC、LLVM、GoLang）、三大虚拟机（Java、JavaScript、.NET）、浏览器、媒体播放器、KVM 虚拟机等。形成了面向信息化应用的基础版操作系统 Loongnix 和面向工控类应用的基础版操作系统 LoongOS。与国内多数 CPU 设计企业主要依靠先进工艺提升性能不同，龙芯中科通过设计优化和先进工艺提升性能，摆脱对最先进工艺的依赖。通

6、过自主设计 IP 核，克服境内工艺 IP 核不足的短板。龙芯中科基于信息系统和工控系统两条主线开展产业生态建设，面向网络安全、办公与业务信息化、工控及物联网等领域与合作伙伴保持全面的市场合作，系列产品在电子政务、能源、交通、金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。| 1.2 自主指令系统 LoongArch | 指令系统是 CPU 所执行的软件指令的二进制编码格式规范，是计算机的软硬件界面，是信息产业的重要基石。一种指令系统承载了一个产业生态，如 X86 指令系统承载桌面计算机和服务器产业，ARM 指令系统承载手持移动终龙芯 CPU1IP 核（Intellectual Property Co

7、re），即知识产权核，在集成电路设计行业中指已验证、可重复利用、具有某种确定功能的芯片设计模块。龙芯CPU3LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD端产业。就像中国人可以用英文写文章，但不可能基于英文发展中华民族文化，中国的信息产业可以基于国外指令系统做产品，但不可能基于国外指令系统构建安全可控的信息技术体系和产业生态。2021 年，龙芯中科基于二十年的 CPU 研制和生态建设积累推出了龙芯指令系统架构 LoongArch，包括基础架构部分、虚拟化、二进制翻译、向量指令等扩展部分，近 2000 条指令。龙芯中科从 2020 年起新研制的 CPU 均支持LoongArch 架构，

8、包括 3A5000、3B5000、3C5000 及后续型号。龙芯架构具有自主研发、技术先进、兼容生态三方面特点。龙芯架构从整个架构的顶层规划，到各部分的功能定义，再到细节上每条指令的编码、名称、含义，在架构上进行自主设计，具有充分的自主性。龙芯架构摒弃了传统指令系统中部分不适应当前软硬件设计技术发展趋势的陈旧内容，吸纳了近年来指令系统设计领域诸多先进的技术发展成果，不仅在硬件方面易于进行高性能低功耗设计，而且在软件方面易于编译优化和进行操作系统、虚拟机的开发。龙芯架构在设计时充分考虑兼容生态需求，融合了各国际主流指令系统的主要功能特性，同时依托龙芯团队在二进制翻译方面十余年的技术积累创新，能够

9、实现多种国际主流指令系统的高效二进制翻译，高效运行 X86、ARM 等平台上的二进制应用程序，从而达到生态融合的目的。龙芯自主指令系统的推出，是龙芯中科长期坚持自主研发理念的重要成果体现，是在完成 CPU 性能补课、全面转向生态建设历史关头的重大技术跨越，标志着龙芯中科在自主信息技术体系和产业生态建设方面从跟随性发展的必然王国走向了自主发展的自由王国。图 1 龙芯自主指令系统（LoongArch）?龙芯CPU4龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司| 1.3 CPU 产品 | 龙芯 CPU 包含大、中、小三个系列，各系列主流产品型号及适用场景如下图所示。龙芯中科研制的芯片包括龙芯 1 号、龙芯

10、2 号、龙芯 3 号三大系列处理器芯片及桥片等配套芯片。龙芯 1 号系列为低功耗、低成本专用处理器，面向嵌入式专用应用领域，如物联网终端、仪器仪表设备、数据采集设备等；龙芯2 号系列为低功耗通用处理器，面向工业控制与终端等领域，如工控设备、网络设备、行业终端、智能装备等；龙芯 3 号系列为通用处理器，面向桌面和服务器等信息化领域以及高端工控类应用；配套芯片包括以龙芯 7A1000 和7A2000 为代表的接口芯片及正在研发的电源芯片、时钟芯片等。| 1.4 CPU 性能 | 经过 2001 年以来 20 年的努力，龙芯中科于 2021 年正式推出的龙芯 3A5000 的通用处理性能已经逼近市场

11、主流产品的水平，正在研制的下一代龙芯 3A6000 及 3A7000 系列性能将达到市场主流产品的水平。图 2 龙芯三大 CPU 产品介绍龙芯CPU5LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD龙芯CPU所有片内关键IP核源代码均为自主编写， 电路图均为自主设计， 在通用CPU芯片领域实现了较大创新突破。2020 年底推出的龙芯 3A5000 使用先进工艺节点，主频最高为 2.5GHz，集成双通道 DDR4-3200 和 HT3.0 接口，单核 SPEC CPU 2006 Base 定浮点分值均超过 26 分，逼近开放市场主流产品水平。?图 3 龙芯 CPU 性能提升路线龙芯已有合

12、作厂商超过数千家，下游开发人员达到数十万人，基于龙芯处理器的自主信息产业生态体系正在逐步形成。| 1.5 安全特性 | 信息安全是创新发展的重要保障，CPU 是构建网络信息系统安全防护体系的起点和根基。2020 年 8 月 5 日，龙芯中科联手合作伙伴发布了龙芯安全模块及 SDK，并推出了龙芯 CPU 芯片级内生安全体系，代表我国在安全方面的两支队伍“自主设计”队伍和“安全可信”队伍的会师。两支队伍经过几年的交流达成共识，自主的不一定安全，但不自主一定不安全。正确的做法是在自主设计的基础上，加上从可信根开始的可信机制与安全保密机制。龙芯三号从 3A4000 开始在 CPU 芯片内集成了漏洞防范

13、设计、硬件国密算法、安全可信模块与安全访问控制机制，已初步实现“自主设计”和“安全可信”的深度融合。 龙芯掌握 CPU 核心设计能力，芯片设计源代码全部自主研发，在设计过程中主动防范芯片漏洞、消除后门隐患。2016 年发现的“熔断”和“幽灵”漏洞影响全球大量 Intel、ARM 处理器。“熔断”和“幽灵”漏洞属于芯片硬件设计缺陷，无法通过软件打补丁或者操作系统升级的方法彻底修复。到 2020 年仍然发现多款引进的 ARM 处理器型号存在幽灵漏洞。龙芯走自研 CPU 的路线，看得懂、改得动，能够从流水线、缓存、转移猜测等关键机理上分析漏洞、规避问题，从原理上实现对“熔断”和“幽灵”漏洞免疫。龙芯

14、通过硬件的方式防范漏洞，性能没有明显降低。龙芯三号3A5000+Loongnix 操作系统已通过第三方安全漏洞测试，未发现系统漏洞。?龙芯CPU6龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司 龙芯 CPU 内置安全模块，已获得国家商密二级型号认证证书。龙芯内置安全模块，集成硬件加解密算法。安全模块独立于处理器核工作，提供硬件密码引擎、密钥管理、安全存储与随机数发生等功能。安全模块支持国密算法SM2/SM3/SM4，可以取代外置密码卡。相比于使用软件进行加解密的方式，CPU 硬件的加解密性能有数量级的提高，3A5000 实际加解密性能可达 4-5Gbps。图 4 龙芯中科获得商用密码产品认证证书（二级）

15、 安全可信是囯家网络安全法律、战略和等保制度的明确要求。龙芯三号集成安全可信管理功能，可以在硬件层面实现基于国密算法进行可信计算，取代外置可信芯片。龙芯支持可信管理功能内置于 CPU 芯片的整机设备，操作系统层部署可信软件基，由可信节点和可信管理中心共同组建可信系统。基于龙芯 CPU 芯片的可信计算解决方案已经在桌面电脑、服务器、工业控制等领域构建了实际解决方案和广泛案例。 龙芯支持流水线级别的安全访问控制环境，实现 CPU 本质安全的新型安全防御机制。可以专门机制防止缓冲区溢出类攻击， CPU核内支持操作系统内核栈防护机制， CPU核内支持I/O防护、 安全执行环境等；支持访问控制 （流水线

16、级别）等安全机制。基于龙芯芯片级的内生安全机制，建立起上层的安全生态。龙芯联合安全固件、网安 / 密码设备、安全操作系统、安全浏览器、等级保护 2.0 等产品厂商共同研发解决方案，可以全面满足等级保护 2.0 要求。龙芯基础软件7LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD龙芯 CPU 已经完成了性能补课，未来工作重点转向软件生态的全面建设。本节从操作系统、二进制翻译、工控操作系统、开源社区等方面介绍龙芯软件生态建设思路。| 2.1 龙芯基础版操作系统和商业操作系统 | 龙芯中科拥有面向桌面与服务器应用的 Loongnix 及面向终端与控制类应用的 LoongOS 两大基础版操作系

17、统，并对商业品牌操作系统提供技术支撑。操作系统有两种典型的商业模式，一是微软的 Windows 闭源授权模式，二是谷歌的 Android 开源基础版模式。龙芯中科研制并提供基于 LoongArch 的基础版操作系统 Loongnix，支持包括统信、麒麟在内的专业操作系统企业推出品牌操作系统，同时支持整机或系统企业基于 Loongnix 定制操作系统。Loongnix 操作系统分为面向终端型应用的 Loongnix_Desktop 以及面向服务器应用的 Loongnix_Server。龙芯中科基于 Loongnix 平台开展操作系统核心模块的迁移适配、研发和优化，支持硬件兼容的统一系统架构，支持

18、应用兼容的统一编程框架。1. 在操作系统核心模块方面。完成包括 BIOS、内核、GCC 编译器、LLVM 编译器、GoLang 编译器、Java 虚拟机、JavaScript 虚拟机、.NET 虚拟机、浏览器、媒体播放器、图形库、Spice、KVM、Docker 等操作系统核心模块向LoongArch 的迁移和优化，联合合作伙伴对版式文件、流式文件、微信等进行迁移和优化。结合应用需求，将大量外设驱动迁移到龙芯平台。2. 在硬件兼容的统一系统架构方面。通过对 CPU、桥片、BIOS、操作系统内核的升级规范，实现了统一系统结构。在该架构规范下，一个操作系统的二进制可以在 LoongArch 架构的

19、不同 CPU 和不同主板上直接安装。3. 在应用兼容的统一编程框架方面。应用兼容性问题是 Linux 系统普遍存在的一个问题，体现在不同的基于 Linux的操作系统（如 Loongnix、统信、麒麟）应用不兼容以及同一操作系统随开源社区进行版本升级后可能导致原应用不兼容。为了解决上述问题，龙芯中科正在实现 LoongArch 平台上不同厂家、不同版本操作系统的应用兼容框架。该框架支持不同版本的 Linux 平台上应用二进制高效迁移。在此基础上，龙芯中科还将开发自主的编程语言和编程模型，鼓励客户基于龙芯自主编程模型进行应用开发。龙芯基础软件2?龙芯基础软件8龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司|

20、 2.2 通过二进制翻译融合软件生态 | 作为一种新型指令系统，在其原生软件生态成熟之前，LoongArch 将借助二进制翻译实现与 X86、ARM 等指令系统应用的二进制兼容来弥补其早期应用生态的不足。作为 LoongArch 的原生软件生态的补充，需要构建从 X86 到LoongArch 的体系结构翻译器 LATX（Loongson Architecture Translator from X86），从 ARM 到 LoongArch 的体系结构翻译器 LATA（Loongson Architecture Translator from ARM）。LoongArch 体系结构翻译器与前人工

21、作的区别在于在 LoongArch 定义时就充分考虑多种指令系统二进制翻译的需求，强调更加紧密的软硬件协同，大幅提高了跨指令系统二进制翻译的效率。目前，龙芯二进制翻译系统可以支持以下 X86 平台应用。一是在龙芯平台上支持 X86/Linux 应用。X86/Linux 平台上有较为丰富的工程类软件，如 EDA 工具等。此外，X86/Linux 上办公类软件也相对比较丰富，如腾讯 QQ 等。二是在龙芯平台上支持 X86/Windows 应用。为了运行 X86/ Windows 应用，不仅需要通过 LATX 实现对指令的翻译，还需要类似于Wine的平台模拟 Windows环境。 目前， 基于LAT

22、X+Wine平台已经可以在龙芯3A5000上运行包括微信、PhotoShop 等在内的 X86/Windows 应用。龙芯中科将在兼容性和性能两个方面持续改进和优化 LATX 和 Wine。?图 5 LoongArch 软件生态的结构图 6 龙芯二进制翻译原型展示龙芯基础软件9LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD图 7 二进制翻译打印利旧架构三是在龙芯平台上支持 X86/Windows 外设。用户现场的不少老旧打印机等外设未提供 Linux 系统驱动，无法在Linux 类操作系统上使用。基于二进制翻译技术，在龙芯系统上采用虚拟化方式直接运行 Windows 原生驱动程序。无

23、需再适配，不依赖网络，在隔离本地数据的同时实现了本机打印。目前，基于龙芯基础版操作系统 Loongnix 以及基于龙芯平台的商业操作系统已经开始集成支持此方案。下图给出了在龙芯平台上运行 Windows 平台打印机驱动的原理。| 2.3 建立面向工业控制的生态体系 |如果说 Android 改造了服务业（打车、购物、吃饭），我们需要一个平台改造制造业。LoongOS 是一个以实时操作系统内核为基础的、面向工业互联网和高可靠行业终端的操作系统。该操作系统把控制系统 APP 化，如在LoongOS 上编写“飞机 APP”来控制飞机，编写“高铁 APP”来控制高铁。LoongOS 是具备精简、高效、

24、实时特征的工控类操作系统，基于通用 Linux 内核，利用 RT-Linux 技术实现实时性。LoongOS 简化了复杂的传统个人计算机图形系统，支持 FrameBuffer、EGL、Wayland 三种图形应用模式，其中 FrameBuffer（二维）和 EGL（三维）都是单窗口应用全屏模式，具备系统轻量、启动迅速、开发便捷等特点；Wayland 模式可以支持多窗口应用，基于 OpenGL 实现了全功能的三维驱动和编程接口，具备简洁的个人计算机图形环境。LoongOS 三种图形模式都支持图形编程开发和应用环境，支持兼容 VxWorks 的 RTAPI 编程接口。针对嵌入式系统的需求， 实现了

25、文件系统加固、 掉电保护、 分区保护、 安全隔离等特性。 LoongOS具有丰富的API编程接口，并有配套的集成开发环境 LDK，可根据需求灵活定制专用系统。LDK 支持可视化安装、远程调试，支持所见即所得的开发方式。目前 LoongOS 已经在不少对显示要求很高的显控系统中得到应用。龙芯中科将持续改进和优化 LoongOS，使之成为面向工控类应用的平台型操作系统。?龙芯基础软件10龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司| 2.4 龙芯开源社区建设 | 开源社区聚焦了 CPU 生态的开发者和软件资源。龙芯积极参与开源软件项目及社区，对 LoongArch 源码进行维护，并“反哺”开源上游社区。龙

26、芯中科正在积极推动在上游社区建立 LoongArch 分支。在国际开源社区建立与 X86、ARM 等并列的LoongArch 分支是龙芯生态的根基。目前，LoongArch 已从 GNU 组织获得表征二进制格式的 ELF Machine 编号（258 号），二进制开发工具 binutils 已经并入开源社区，GCC、C 库、内核正在并入开源社区，包括浏览器在内的部分基础软件已并入开源社区。2022 年起，龙芯将每年投入一定的经费资助海外社区开发者的工作。在得到上游开源社区支持后，LoongArch 生态将随社区自动演进，可以极大丰富支持 LoongArch 的软件版本，大幅减少软件迁移适配工作

27、。龙芯开源社区（）是龙芯 CPU 的基础软件生态建设平台，由龙芯中科组织并联合产业链合作厂商（合作者）、国际开源软件社区及开源爱好者共同参与建设。社区以“开源、开放”的形式进行管理，设置BIOS、 Linux内核、 GCC编译器、 Java虚拟机、 浏览器、 媒体解码库、 图形桌面、 KVM虚拟机等重要基础软件项目。经过多年建设，信息化应用中的主流编程语言和开发环境都已经在龙芯平台上得到完善支持。Loongnix 操作系统是龙芯开源社区推出的 Linux 发行版，作为龙芯软件生态建设的成果验证和展示环境，集成在内核、驱动、图形环境等操作系统基础设施方面的最新研发成果，以“源码开放、免费下载”的

28、形式进行发布，可直接应用于日常办公、生产、生活等应用环境，同时可供合作厂商、科研机构及爱好者等在龙芯平台上研发其品牌软件或专用系统。?表 1 龙芯的开源社区建设龙芯基础软件11LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD图 8 LoongArch 已原生支持 Linux 主流应用开发环境 下图描述了 LoongArch 已原生支持的 Linux 主流应用开发环境。?基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案12龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司| 3.1 桌面及服务器 | 随着产品性能的不断提升，国内整机一线品牌与龙芯合作，数十家厂商推出了上百款龙芯桌面与服务器产品。桌面计算机完美支

29、持主流 Linux 操作系统、3D 显示及 4K 高清播放，支持国密及可信应用，适合于政企信息化应用。基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案32019 年基于龙芯 3A4000 处理器，基于不同应用需求及场景，各厂商推出了包括台式机、笔记本、一体机、云终端在内的多形态产品。龙芯 3A4000 性能优良，单核 SPEC base 分值 21 分，四核性能达 61 分，系统应用顺畅，用户反馈良好。2021 年最新推出的龙芯 3A5000 处理器，基于完全自主的 LoongArch 龙芯指令系统，单核 SEPC base 分值 26分以上，峰值性能 30 分以上，树立了自主性好、性能强的标杆。202

30、1 年龙芯推出 3C5000L 服务器处理器芯片，单芯片包含 16 核，主频 2.0G 以上，基于完全自主的 LoongArch龙芯指令系统，支持双路、四路机架式及塔式、高密度等多种服务器及存储产品形态。双路 32 核服务器、四路 64核服务器性能卓越，具有高性价比。龙芯 3C5000L 支持 Docker、KVM 等虚拟化应用，适用于数据中心、云计算以及高性能计算等领域。图 9 龙芯桌面及服务器产品基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案13LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD图 10 基于龙芯的行业一体机图 11 基于龙芯的福彩投注机| 3.2 信息化一体机 | 基于龙芯

31、 CPU 的各类行业应用一体机，在金融、医疗、税务等行业已得到广泛应用。金融机具作为金融服务行业在金融业务处理过程中所使用的专业设备，可分为现金类自助服务设备和非现类自助服务设备。目前，基于龙芯 CPU 的金融机具设备种类齐全，合作伙伴众多，拥有完善的生态产业链和产品解决方案，已经在银行机构完成方案和产品落地。在医疗卫生领域，自助挂号机已经在各级医疗机构广泛部署，极大改善了患者就诊体验，提升了医疗服务质量及医院运营效率。龙芯版医疗自助挂号机设备基于龙芯 2K1000 芯片 +Loongnix 实现，通过结合触摸屏等硬件技术并与医院现有信息系统实现对接。目前，龙芯版医疗自助挂号机设备已在北京海淀

32、医院、上地医院、北医六院和山西省人民医院等多家医院上线使用，用户可通过自助设备办理门诊和住院业务功能。?在福利彩票领域，龙芯版投注机已经投放使用，龙芯版投注机基于龙芯 2K1000 芯片实现，在底层硬件、操作系统、安全管理软件实现了自主创新，与福利彩票业务系统实现对接。2021 年 12 月 29 日，龙芯版投注机已在天津正式上线使用，业务运营稳定，客户体验良好。?基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案14龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司图 12 基于龙芯的网络与安全设备| 3.3 网络安全 | 国家“十四五规划”明确将科技自立自强作为国家发展的战略支撑。具体到网安行业的科技自立，需要建立

33、芯片级内生安全网安生态。龙芯通过“自主指令系统 + 自主 CPU 核源代码 + 自主芯片设计 + 软件生态”强力支撑芯片级内生安全。龙芯系列 CPU，集成了安全模块，从硬件层面实现基于国密算法的可信保护，适用于网安通信产品安全可信方案，可满足高、中、低档产品的不同需求，为产品的自主可靠打下坚实的基础，真正从基础与核心保障安全，从硬件、操作系统、 应用软件三个维度做到安全可信、 自主创新。 龙芯与国内信息安全领域主流厂商开展合作， 推出了交换机、防火墙、堡垒机、网闸、VPN、密码机等网络安全产品。龙芯依托自主核心处理器设计研发能力，致力于打造安全生态体系。龙芯支持国密算法及可信计算应用场景，在安

34、全固件、网安 / 密码设备、安全操作系统、安全浏览器、等级保护 2.0 产品等领域与合作伙伴通力合作，共同构建安全屏障，筑牢信息安全疆域。| 3.4 工业控制 | 龙芯各型号 CPU 提供工控级芯片，可用于宽温、高可靠等设备，具有接口丰富、功耗低、生态丰富的特点。基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案15LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD一、工控主板和工控主机多家厂商推出龙芯 3A+7A 平台金融及电子政务终端工控主机。采用龙芯三号系列四核处理器、搭配龙芯自主7A1000 桥片。丰富的外设接口，满足应用领域多 USB 口（12 路）、多网口（2 路）、多串口（6-14 路

35、）外置连接的需求。行业标准 3.5U 小尺寸系统，可灵活安装在各类自助终端设备中。龙芯工控主机适用领域包括自动取款机、存取款一体机、电子政务便民服务终端、大额存款机、虚拟柜员机、多媒体自助终端、电子回单柜、售票系统等。二、适用于工控行业的图形环境龙芯嵌入式系统图形解决方案实现 2D/3D 硬件加速、中文输入法、多屏扩展显示、以及视频播放等核心功能的图形系统。其中 2K1000 片上 VPU 视频硬解码驱动首次引入“硬件单路复用”机制，可满足多路视频同时硬解码播放。三、工控设备龙芯工业生态建设不断加强，在设备端、边缘端、控制端、应用端等方面提供各种解决方案。龙芯处理器已应用于企业数字化转型当中，

36、基于龙芯处理器的数据采集设备、RTU、工业边缘网关、PLC、DCS 控制器、工业核心控制器、工业机器人、数控机床等产品已经应用于工控、能源、轨交、水利等领域。图 13 基于龙芯的工控主板和工控主机?基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案16龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司图 14 基于龙芯的工控设备| 3.5 办公外设 | 龙芯可用于办公外设中的 CPU 选型。例如龙芯 1 号作为主控芯片已批量应用在多款激光打印机中，在打印扫描、通信控制和协议解析方面发挥着重要的作用。通过对数据传输和处理的管控，以及对一键清除内存的支持，可以充分保障数据的安全性。?图 15 基于龙芯的系列激光打印机龙芯

37、1C0300B 是高性价比单芯片系统，可应用于工业控制及物联网等领域。龙芯 1C0300B 包含浮点处理单元，支持多种类型的内存， 支持高容量的MLC NAND Flash。 龙芯1C0300B为开发者提供了丰富的外设接口及片上模块，包括 Camera 控制器、USB OTG 及 USB HOST 接口、AC97/I2S 控制器、LCD 控制器、SPI 接口、UART 接口等，提供足够的计算能力和多应用的连接能力。CEP4010DN专用黑白双面激光打印机MP4020DN/MP4025DN专用黑白激光多功能一体机OEP3300CDN/OEP3310CDN专用彩色激光打印机MP3100CDN/MP

38、3105CDN专用彩色激光多功能一体机基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案17LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD| 3.6 商用密码 | 龙芯中科的商密业务主要包括两大方面，一是支持合作厂商研发基于龙芯处理器的密码产品，包括外置 key、加密卡插卡、板上加密芯片等类型的各种 VPN、安全网关、密码机产品。二是提供带有片内 SE 安全模块的处理器产品，主要包括龙芯 3A4000、3A5000 系列处理器。龙芯片内安全子系统由处理器中内嵌的安全模块和软件 SDK 开发包组成， 主要包括基础SDK、 通用密码中间件、 国密SeSSL、 可信计算密码支撑套件等， 提供密码运算、

39、 可信计算功能，支持 SM/2/3/4、MD5、AES、SHA 等加解密算法。龙芯 SE 模块是通过国家密码管理局商用密码二级认证的 CPU模块，可取代密码卡、软模块等传统加密形式，广泛应用于电子政务、金融、能源、交通、通信等重要领域。电力加密机服务器密码机金融数据密码机信息系统密码机龙芯 SE 安全模块系列处理器可用于安全通道建立、数据加密保护、可信度量等，可实现从终端基本软硬件到上层软件系统的整个终端安全体系的全覆盖。对通信传输、身份鉴别、数据完整性、数据保密性、可信验证等方面提供支撑；为网络接入客户端、浏览器、应用客户端、安全网关、应用服务器等提供签名验证、加解密、数字信封、证书申请、证

40、书存储等功能，支撑国密双证书体系构建与安全通道的建立；为业务系统、办公系统、数据库，以及云盘、文件保险箱、流版签软件等软件与系统，提供文件加密、数据加密、日志信息加密及完整性保护、访问控制信息加密及完整性保护以及重要程序完整性保护等功能。图 17 龙芯安全模块应用架构 图 16 基于龙芯的密码机 ?基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案18龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司图 18 龙芯云生态已完成国密改造| 3.7 云平台 |龙芯中科联合国内云厂商，建设从端到云全覆盖的开放生态体系，形成不断壮大的龙芯云产业链。2021 年推出的 3C5000L 服务器专用芯片，性能达到国际主流服务器水平，

41、满足云计算、数据中心应用场景，更好地支持高并发、高可用的业务需求，提供 5G 时代应用云化底层核心支撑。龙芯云解决方案的硬件设备基于龙芯CPU， 产品包括服务器、 存储设备、 网络设备、 备份设备、 安全设备、 密码设备等；虚拟化技术方面，龙芯云平台支持 Docker 容器云和 KVM 虚拟化云两种路线。此外，龙芯也支持合作伙伴云桌面、云监控等成熟云应用。龙芯中科提供 KVM、Docker 两种开源解决方案，向下游操作系统和云生态厂商提供技术支撑。目前，已有超过 60家的国内厂商完成龙芯平台产品适配，形成了完整的基于龙芯平台的云解决方案，同时，建立了超过 60 个云案例包括电子政务云平台、行业

42、应用云平台、智慧城市云平台及龙芯远程适配云中心等。龙芯基于容器云平台的计算、存储和调度等核心组件进行了国密化改造，全部采用基于国密的 https 通信进行安全性保护，使用商密证书和算法进行通信，保障数据安全性。龙芯云与浏览器通过商密协议进行通信，调用端侧龙芯CPU 内置的安全算法或外置 TPM 安全模块算法，提供云端一体的安全保障。基于龙芯 CPU 的整机产品和解决方案19LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD| 3.8 人工智能 | 龙芯中科已经与国内多个主流的 GPGPU 芯片和 AI 加速卡厂商完成了适配工作，支持的开源框架包括 Tensorflow、Pytorch、

43、Caffe、 PaddlePaddle等。 基础应用技术包括智能语音技术、 自然语言处理、 计算机视觉等。 行业应用广泛，涉及智能交通、智能驾驶、智慧农业、智能教育、智能家居、智慧金融等。图 19 龙芯平台的人工智能（深度学习）解决方案龙芯平台构建了多层级的软件生态体系。系统级支撑包括 OpenCV、OpenCL、ROCm、OneDNN、OpenBLAS。计算框架包括 TensorFlow、Pytorch、PaddlePaddle、OpenVINO、MaxEngine、Tengine。算法模型支持主流的VGG16/19、YOLOV3/4、SSD、ResNet50、Inception、Mobil

44、eNet 等。为进一步提高算力，龙芯平台 AI 应用方案架构构建了全域异构硬件支撑体系，分为 3 种类型：第一种是龙芯 CPU搭载通用 GPU，应用于通用 AI 计算等；第二种是龙芯 CPU 搭载 NPU 等 ASIC 系统，应用于专用 AI 计算；第三种是龙芯 CPU 搭载 FPGA。| 3.9 大数据 | 龙芯中科专注于大数据技术的发展与演进，持续加大大数据产品创新研发投入，现已形成以大数据数据融合、大数据存储 & 计算、大数据治理、大数据智能分析、大数据可视化五大平台产品序列及不同行业大数据解决方案。可应用于区块链、数据治理、数据搜索、数据挖掘等相关行业。?基于龙芯 CPU 的整机产品和

45、解决方案20龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司图 20 基于龙芯的工业大数据管理平台龙芯平台已经完善支持 Hadoop、Spark、Storm 等开源大数据分析平台。提供产品的形式有软件、软硬件一体机等。龙芯工业互联网管理平台以网络为基础，平台为中枢，数据为要素，安全为保障，既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施，也是互联网、大数据、人工智能与实体工业融合的应用模式，可应用于工业制造、智慧建筑、智慧园区等场景。基于龙芯 CPU 的行业实践案例21LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD龙芯打造从端到云全产业链开放的解决方案生态体系。龙芯采用开放合作的合作模式，从芯片 I

46、P、OS 内核、主板技术等基础核心技术上提供广泛支持。合作厂商的产品在龙芯平台上适配，形成面向各个应用领域的解决方案。基于龙芯 CPU 的行业实践案例4龙芯中科引导合作厂商、用户单位建立应用适配中心。适配中心提供龙芯电脑整机和操作系统、办公外设环境，以及各种基础软件环境，例如数据库、中间件、云平台等，原来 X86 上的各类应用软件在龙芯平台上完成适配、迁移、优化。龙芯的解决方案适配模式，经历了三个发展阶段，分别是：独立运营的适配中心、异地联运的适配云中心、全国一体化的龙芯生态适配服务产业联盟。适配中心有技术人员提供底层原厂技术支持。龙芯技术支持队伍随时提供的专业服务，支持应用厂商在适配、迁移、

47、优化过程中解决各类问题。适配中心输出的产品可作为成果进行应用展示，共同实现方案落地。2021 年，龙芯生态平台上线，平台包含知识库、适配中心和解决方案部分，提供技术问题、龙芯适配列表和龙芯解决方案在线查询，同时也支持生态合作厂商提交生态适配申请流程。2020 年，龙芯中科联合全国各地合作厂商、用户单位的适配中心，共同发起成立“龙芯生态适配服务产业联盟”。联盟旨在推动全国适配资源的一体化整合， 规范对产业链软硬件产品的兼容性测试和认证， 带动产业链上下游协同技术攻关，提高运维和综合保障能力。截至 2021 年 11 月，龙芯生态适配服务产业联盟的成员单位数量已经超过 80 家。截至 2021 年

48、 11 月，龙芯产品认证证书总计已经发放超过 1200 份，适配硬件、软件、外设等产品数量总计上万款。图 21 龙芯解决方案：从端到云全产业链，深度开放赋能?基于龙芯 CPU 的行业实践案例22龙 芯 中 科 技 术 股份有限公司图 22 基于龙芯的电子政务方案示意图| 4.1 电子政务办公 | 龙芯在电子政务办公领域具有成熟的应用方案，硬件基于龙芯桌面电脑、服务器构建。典型的省级电子政务网络平台，承载省、市、县三级应用，为全省用户提供业务服务。围绕当前当前办公热点需求：公文交换、档案系统、内部门户、安全邮件、机关事务、绩效考核等多个系统展开，基于龙芯的系统在办公系统、浏览器、操作系统、外设适

49、配、安全应用等全面展开，提升了电子政务办公效率，并且从芯片、云计算、应用等方面进行安全性保护。目前基于龙芯 CPU路线的办公应用覆盖全国各省市以及部委系统，每年销售上百万颗。龙芯 CPU 与操作系统、数据库、办公软件、浏览器等进行了广泛适配，基于龙芯 CPU 的办公系统运行流畅，稳定可靠。为了更好的提高政务办公应用的兼容性，龙芯推出了“龙芯浏览器”产品，支持插件标准与扩展功能，支持 4K 视频，支持通过软硬件实现国密算法，为用户提供多平台应用的统一保障。龙芯云计算应用服务电子政务应用，基于容器云平台，上线运行了电子公文、门户、统一认证、电子签章、邮件系统等几十种业务软件，面向全省用户提供在线的

50、高并发服务，利用国密云改造，通过等级保护测评，保障安全稳定运行。龙芯电子政务网络平台遵循电子公文相关标准规范，规范电子公文处理、电子公文交换和电子印章功能。从物理安全、应用安全、运行安全、网络安全、信息安全等多方面构建安全防护体系。| 4.2 企业信息化 | 企业在信息化建设中可以采用全栈基于龙芯的软硬件产品，基于龙芯系列处理器和 LoongArch 指令系统进行迁移适配。基于龙芯 CPU 的行业实践案例23LOONGSON TECHNOLOGY CO., LTD图 23 企业信息化与业务应用 员工办公使用龙芯桌面终端，日常办公使用浏览器、字处理、即时通信、媒体播放、在线交易等软件。 使用龙芯