2020年伊始，一場(chǎng)突如其來的新冠疫情爆發(fā)，讓人們生產(chǎn)和生活方式發(fā)生了巨大的變化，催生遠(yuǎn)程辦公、智能生產(chǎn)、智慧零售、智慧城市和智慧健康蓬勃發(fā)展，大數(shù)據(jù)和人工智能（AI）在疫情追蹤上發(fā)揮關(guān)鍵性作用，疫情讓物聯(lián)網(wǎng)（IoT）勢(shì)頭猛增。另外一個(gè)方面，政府將IoT納入國家新基建的重要組成部分，定義為未來數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施。IoT和AI將引領(lǐng)嵌入式系統(tǒng)走向智能物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）。

人工智能落地、嵌入式系統(tǒng)唱主角

從電子信息產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)看，以自動(dòng)駕駛、智能機(jī)器人和智慧安防為代表的AIoT正在成為新一輪科技創(chuàng)新制高點(diǎn)。5G布置將大大提升端側(cè)智能，助力AIoT 發(fā)展。云端AI在向邊緣AI和端側(cè)AI 演進(jìn)的路線愈來愈清晰，嵌入式系統(tǒng)正在成為AI落地的重要承載平臺(tái)。

背靠云計(jì)算的“算力”，IoT帶來的“大數(shù)據(jù)”和超智慧AI的“算法”，三大要素匯集到AI芯片，將成為新一代嵌入式系統(tǒng)的靈魂。針對(duì)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)高效低耗AI 芯片，尤其是SoC 型的AI芯片將繼續(xù)是2021年處理器芯片設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。

ARM 在高端嵌入式AI 處理器上占據(jù)優(yōu)勢(shì)，RISC-V在低端 IoT芯片已有所收獲，最近新品不斷推出，中端成為雙方博弈主要戰(zhàn)場(chǎng)。ARM 推出了Cortex-M55，M55增加一個(gè) AI Helium技術(shù)，該技術(shù)可用于Cortex-M內(nèi)核的M-Profile矢量擴(kuò)展，為其提供高達(dá)15倍的機(jī)器學(xué)習(xí)性能和高達(dá)5倍的信號(hào)處理能力，M55是一款為AI/ ML設(shè)計(jì)的內(nèi)核。2020年Arm中國自主研發(fā)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理IP- 周易AIPU，全志已有基于周易的R329AI芯片發(fā)布。

2021年RISC-V 陣營的RV64 內(nèi)核處理器會(huì)有更多的芯片亮相，全志基于玄鐵C906的RV64芯片，可運(yùn)行Debian Linux系統(tǒng)。嘉楠科技第二代AI芯片K510投片，算力3TOPS功耗僅3W，瞄準(zhǔn)中高端AI市場(chǎng)。芯來科技最近也首發(fā)了900系列64位RISC-V IP，該IP針對(duì)高性能嵌入式和實(shí)時(shí)控制處理器市場(chǎng)。

嵌入式AI市場(chǎng)，選擇何種AI 芯片，不僅要看芯片本身，更要看軟件和生態(tài)環(huán)境。目前，GPU 在通用AI訓(xùn)練上占據(jù)優(yōu)勢(shì)，而SoC在嵌入式端側(cè)推理上更為常見，國產(chǎn)芯片這個(gè)領(lǐng)域有一定優(yōu)勢(shì)，2021年將有更多的SoC AI芯片進(jìn)入市場(chǎng)。

32位MCU提速、國產(chǎn)芯片步入快車道

2020年32位MCU需求旺盛，傳統(tǒng)的8位MCU正在被性能更高、存儲(chǔ)容量更大、外設(shè)更多、價(jià)格便宜的國產(chǎn)32 MCU 替代。以靈動(dòng)和航順為代表國產(chǎn)MCU企業(yè)的M0內(nèi)核芯片勢(shì)頭正旺。歐美的疫情反復(fù)，芯片產(chǎn)能減少，國外芯片交貨大大延遲，價(jià)格上漲，而全球消費(fèi)和健康電子產(chǎn)品需求不降反升；風(fēng)云突變的國際政經(jīng)環(huán)境，使得國產(chǎn)芯片獲得了產(chǎn)業(yè)界廣泛接受和政策的支持，這些都讓國產(chǎn)MCU 步入發(fā)展的快車道。兆易創(chuàng)新GD32 MCU已有 28個(gè)產(chǎn)品系列370余款產(chǎn)品型號(hào)提供了廣泛的覆蓋度，滿足全球2萬多家客戶不同的開發(fā)設(shè)計(jì)需求，自2013年問世累計(jì)5億出貨量。

樂鑫科技CEO張瑞安在騰訊物聯(lián)網(wǎng)論壇指出2021年ESP32 IoT MCU兩個(gè)方向：一是ESP32-S該芯片內(nèi)置AI加速器，適合于應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，智能化程到更高的產(chǎn)品設(shè)計(jì)；二是ESP32-C，該芯片基于RISC-V內(nèi)核，保證RF和安全基礎(chǔ)上，成本大幅度降低，滿足各類基本IoT產(chǎn)業(yè)需求。以樂鑫在全球200多國家數(shù)以億計(jì)的產(chǎn)品基礎(chǔ)，這個(gè)市場(chǎng)趨勢(shì)判斷應(yīng)該是準(zhǔn)確的。

以樂鑫、芯海、華大和天健為代表的國產(chǎn)MCU在IoT、信號(hào)鏈和電機(jī)MCU的興起，芯旺微在汽車MCU市場(chǎng)深耕，極海和國民在工業(yè)和安全MCU的初試，讓中國企業(yè)在擅長的應(yīng)用為導(dǎo)向的市場(chǎng)上，繼續(xù)成本優(yōu)勢(shì)的地位之后，向歐美企業(yè)主導(dǎo)的工業(yè)市場(chǎng)進(jìn)軍。當(dāng)然最后比拼的結(jié)果，還是看MCU企業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)力和長期角逐的耐力。

開發(fā)者生態(tài)一直是國產(chǎn)MCU的短板，發(fā)展自己的生態(tài)系統(tǒng)是國產(chǎn)MCU 走出價(jià)格競爭漩渦，走向世界市場(chǎng)的陽光之路。隨著國產(chǎn)軟件和操作系統(tǒng)的崛起，中國走出疫情恢復(fù)正常的生產(chǎn)生活，國際產(chǎn)業(yè)界看好中國MCU企業(yè)發(fā)展勢(shì)頭，2021年將是國產(chǎn)MCU生態(tài)建設(shè)紅紅火火的一年。

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)風(fēng)再起、云再涌

騰訊推出物聯(lián)網(wǎng)終端操作系統(tǒng) TencentOS tiny，中國移動(dòng)推出輕量級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)OneOS,微軟推出Azure RTOS，小米推出物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)小米Vela，Google的Fuchsia OS也在做著各種云、邊、端的技術(shù)調(diào)整和創(chuàng)新。各家IT巨頭都試圖通過軟硬件結(jié)合帶來的連貫用戶體驗(yàn)，打通從服務(wù)器、桌面、移動(dòng)端、物聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)AIoT產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

2020年中美關(guān)系的巨大變化帶來很多不確定因素，華為逐步推出各款鴻蒙操作系統(tǒng)（0S）。2020年底，華為按計(jì)劃發(fā)布鴻蒙OS手機(jī)測(cè)試版（坊間稱為富鴻蒙），這說明華為在手機(jī)OS積累已久，順利的話，可以立竿見影看到效果。物聯(lián)網(wǎng)端鴻蒙OS（坊間稱為輕鴻蒙），部分代碼開源，圍繞鴻蒙的IoT生態(tài)建設(shè)可不是一朝一夕之功。鴻蒙OS強(qiáng)調(diào)的“一次開發(fā)，多端部署”，比如手機(jī)開發(fā)后直接部署在智能手表和智能電視或者智慧屏這兩個(gè)平臺(tái)上。華為利用OS軟件的分布式和設(shè)備虛擬化特性，實(shí)現(xiàn)基于鴻蒙OS的智能化環(huán)境，就已經(jīng)可以給產(chǎn)業(yè)界帶來示范性作用，或許大家不必太在意鴻蒙OS內(nèi)核本身。

2021年圍繞AIoT的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)將在車聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛、智能家居和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域發(fā)力，RT-Thread 開源了微內(nèi)核的RT-Thread Smart，希望借此進(jìn)入汽車電子市場(chǎng)，在2020年底的RT-Thread開發(fā)者大會(huì)上發(fā)布了澎心可穿戴OS，更可謂是生逢其時(shí)頗受好評(píng)。老牌的RTOS公司 QNX在中科創(chuàng)達(dá)年會(huì)上展示了QNX hypervisior+ Android 量產(chǎn)車型的儀表盤實(shí)物，這讓國內(nèi)同行有機(jī)會(huì)近距離了解QNX 。微內(nèi)核、虛擬化、分布式、安全性、多核異構(gòu)等技術(shù)是未來智能物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)（AIoT）技術(shù)演進(jìn)的重要方向。

結(jié)語

北極光創(chuàng)投創(chuàng)始管理合伙人在WISE2020 新經(jīng)濟(jì)之王大會(huì)主題演講中說，“中國最強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)就是軟件和硬件的結(jié)合，硬件產(chǎn)業(yè)鏈+軟件快速迭代的能力，使得中國軟硬結(jié)合，無論是消費(fèi)類還是企服類企業(yè)，都會(huì)在全世界具有非常強(qiáng)的競爭力”。嵌入式系統(tǒng)是典型軟硬結(jié)合技術(shù)和產(chǎn)品，在全球，嵌入式系統(tǒng)有著廣泛生態(tài)基礎(chǔ)和創(chuàng)新基因，嵌入式系統(tǒng)即可以幫助新技術(shù)落地，還能賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代。

有人說三張互聯(lián)網(wǎng)反壟斷罰單，宣告一個(gè)時(shí)代終結(jié)，但互聯(lián)網(wǎng)巨頭拓荒IoT市場(chǎng)的步伐看不到任何減慢的跡象。在錯(cuò)綜復(fù)雜的2021年，傳統(tǒng)嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)。從芯片-模組-板卡-軟件-設(shè)備-系統(tǒng)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈每個(gè)環(huán)節(jié)均應(yīng)該提升自身的價(jià)值，創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)是有力武器。邊緣與端側(cè)AI 就是很好的一個(gè)案例，讓AI落地在端側(cè)，這可以大大加重嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的價(jià)值。打造IoT與AI標(biāo)準(zhǔn)，建立和互聯(lián)網(wǎng)巨頭的互信通道，探索與大象共舞之道是2021年嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該思考與行動(dòng)的課題。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：專家觀點(diǎn)：2021年嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)

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