（一）课题来源与背景来源于以下2大项目任务： 1.2017年国家核高基重大专项，项目名称：基于安全可控CPU的工控计算机规模化应用（项目编号：2017ZX01029101） 2.2015年深圳市科技计划科技应用示范项目，项目名称：SF2015-23.基于国产CPU工业控制计算机的应用示范（项目编号：KJYY20150911114009095） 计算机软硬件问题频繁引发安全事件，棱镜门、伊朗布什尔核电站的“震网”、微软“黑屏”事件等无不引起安全警钟，并且没有自主可控就没有安全，安全可控工控机更是关乎国家安全大战略，国产整机软硬件适配、稳定性功能、性能各方面都有待提高，因此在此背景下，以整机牵头，以应用为牵引，开展本课题，满足国家、行业、市场、技术的重大发展需求，加速产业发展进程，提升产业核心竞争力。

    （二）技术原理及性能指标： 项目针对国产CPU面向商用环境设计，抗电磁干扰能力差，无法适应工业环境需求，进行多级低耐压器件分压和物理隔离安全通信；针对工控应用场景多样，国产CPU平台i/o少，系统扩展难，成本高问题，进行分层特征提取及总线自动匹配；针对工控机国产平台系统软件适配难，进行跨平台的BPI BIOS编程接口研究，实现国产软硬件中应用多类型集成问题；针对BGA 封装锡球抗振性能差、回流焊温度曲线控制不准，影响封装器件抗振性能和焊接质量，采用回流焊炉内热电偶自适应温控和底部填充。聚焦基于安全可控工控机的工程化和产业化难题，基于以上技术，研发实现基于安全可控CPU的高端工控机、中端工控机、工控终端产品。 达到性能指标： 1）采用安全可控微处理器（CPU）芯片； 2）支持工业以太网、CAN、Modbus、PCI或PCI-E等工业控制标准总线； 3）电磁兼容：电磁干扰满足GB9254-2008A级或以上标准要求；电磁抗扰度满足GB/T 17618-2015信息技术设备抗扰度限值和测量方法要求。 4）安全性：满足GB 4943.1-2011信息技术设备安全第1部分要求。 5）环境适应性满足《GB/T 9813.4-2008微型计算机通用规范工业应用计算机》相关标准要求。对具体应用行业，对工控机性能有要求的，工控机应符合相关行业标准要求。

    （三）技术的创造性与先进性： 1）对重要关键元器件（CPU，南北桥） 和I/O端口，进行有针对性的设计，提出智能温控调压技术。 2）针对国产软件之间存在兼容性适配问题，提出分层特征提取及总线自动匹配技术。 3）针对攻击漏洞、通信速度慢、可信验证受限的问题，提出BPI，BIOS编程接口技术。 与国内外现有同类技术与产品相比，在可靠性、跨平台编程、安全通信等方面具有先进性。

    （四）技术的成熟程度，适用范围和安全性： 基于成果技术开发了基于安全可控CPU的高端工控机、中端工控机、工控终端产品，具备使用工业运行环境中对电磁、温度、振动、防护的高可靠功能，以及工业控制中实时性、安全性、连续性的要求等并在工业自动化、轨道交通、石油石化等行业推广应用，技术成熟。 适用于工业级无风扇整机、紧凑型工业控制计算机、工业级平板电脑、工业网络整机、便携式加固笔记本等各行业自主安全的工业控制计算机产品，具备自主安全性。

    （五）应用情况及存在的问题： 项目成果已实现在智能制造、工业自动化、轨道交通、电力、工控安全、石油石化、北斗、核电等行业的首次应用，成功实现了工控行业核心控制单元的国产化替代。典型应用系统包括激光打标、AOI视觉检测、数据采集、工业防火墙、电力监控系统网络安全态势感知、地铁闸机系统、机场航显系统、仪控系统等。典型客户包括三一重工、信大捷安、山石网科、科大讯飞、优安捷、大族激光等等。产品成功实现在多个行业的替代应用，关键技术自主可控，填补了国产工控领域空白，有效规避国外产品断供风险，有效推动了本土工控行业稳健发展。 虽已在各行业推广应用，但不同行业不同场景工控机应用在生产、设施、设备、装备、自动化系统和智能化系统等的数据采集、过程监测和控制等，对在各种环境条件和工况下的实时性、稳定性和可靠性都需要测试和验证，从单机测试、到小批量验证，一定的过程和时间不可少。