從產(chǎn)業(yè)視角看嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)-202010

Lookingatthetrendofembeddedsystemsfromanindustryperspective講者：何小慶/AllanCCFESTC2020成都10月1722AI與安全-嵌入式技術(shù)新趨AIOT嵌入式應(yīng)用新潮RISC-V嵌入式系統(tǒng)新架國(guó)產(chǎn)MCU逆勢(shì)騰人工智能已經(jīng)形成較完整的生態(tài)體3最新Gartner技術(shù)成熟曲線中的AI技Embedded入，邊緣計(jì)算獲得了極大的關(guān)使用NVIDIAJetsonAGXXavier開(kāi)造，零售，智慧城市等。Google （數(shù)據(jù)來(lái)自全球全球AI軟件平臺(tái)活ML和I成為嵌入式系統(tǒng)不可或缺的一部分，一個(gè)新型的市場(chǎng)：I析各種非結(jié)構(gòu)化信息的工具，例如面部識(shí)別或語(yǔ)音識(shí)別算法。盡管在這個(gè)新興市場(chǎng)上活以亞馬遜，谷歌和微軟為例，新型市場(chǎng)增長(zhǎng)速度大大超過(guò)了傳統(tǒng)領(lǐng)域AI軟件平 在線在線嵌入式系統(tǒng)（邊緣計(jì)算）正在Embeddedworld組織者說(shuō)，ML和AI是2020年的“熱門(mén)話題”。因?yàn)镸L和AI現(xiàn)在可以在“嵌入式節(jié)點(diǎn)”上完成，而不是在云服務(wù)器上某個(gè)CPU上完成。需求，例如可以在本地解決自己的設(shè)備維護(hù)問(wèn)題。Gartner注意到從在線非嵌入式系統(tǒng)到來(lái)源：GartnerInc.PolitecnicodiTorino都靈理工大 嵌入嵌入式系統(tǒng)的的安全BarrGroup一個(gè)市場(chǎng)調(diào)查：60%的正在開(kāi)發(fā)中的嵌入式系統(tǒng)都是連接到互聯(lián)網(wǎng)上（物聯(lián)網(wǎng)，它們之中有25%的系統(tǒng)是可能受到攻擊的。48%受訪工程師告訴BarrGroup他來(lái)源 物聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題嚴(yán)88 （數(shù)據(jù)來(lái)自綠盟科技 （數(shù)據(jù)來(lái)自物聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)安全隱患復(fù)9嵌入嵌入式系統(tǒng)趨勢(shì)展擁抱擁抱AI的共識(shí)。我們想讓AI落地，在工系統(tǒng)將與AI“三要素

萬(wàn)物互5G時(shí)代，萬(wàn)物互聯(lián)成為基礎(chǔ)設(shè)AIOTAIOT–萬(wàn)物互聯(lián)到萬(wàn)物智什么是AIOT?市場(chǎng)層面看：AIOT是AI技術(shù)與IoT技術(shù)層面看：AIOT是把AI技術(shù)嵌入到IOTAIOT的典型應(yīng)AIOT系A(chǔ)IOT系統(tǒng)的技術(shù)特AIOT系統(tǒng)融入了“人”，人機(jī)交互走向人機(jī)融功能安全更加重信息安全依然重“物”從傳統(tǒng)封閉系統(tǒng)走向開(kāi)放互聯(lián)網(wǎng)世封閉系統(tǒng)的安全應(yīng)對(duì)開(kāi)放的挑封閉系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和確定性如何在開(kāi)放系統(tǒng)中實(shí)AIOT是在AI技術(shù)在IoT實(shí)現(xiàn)-邊緣計(jì)算AIOT≠AI+IOT,是人、機(jī)、物高度融合的物信息系統(tǒng)AIAI芯片AIOT系統(tǒng)的靈操作操作系統(tǒng)：AIOT基自動(dòng)駕駛驅(qū)動(dòng)-功能安全認(rèn)證聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息安全-形勢(shì)嚴(yán)峻實(shí)時(shí)性和確定性（低延時(shí)體系架構(gòu)分布化和可伸縮支撐復(fù)雜硬件架構(gòu)-多核和異構(gòu)，AI和內(nèi)核技術(shù)（微內(nèi)核和宏內(nèi)核并存Linux和AGL（AutomotiveGrade規(guī)模應(yīng)用需要虛擬化和容器技新一代的編譯技安全安全：為AIOT保駕護(hù)系統(tǒng)功能安全應(yīng)受到重視，以避免IOT安IOT安全架構(gòu)關(guān)鍵技安全引導(dǎo)和升級(jí)技CA安全通信技BA安全通信技B安安全工具、軟件和服DRISC-VISA精簡(jiǎn)、模RISC-VISA精簡(jiǎn)、模塊化、可擴(kuò)展

商業(yè)層

其他層頗具頗具影響力的RISC-V指令集架RISC-V技術(shù)上符合需求、商業(yè)成本優(yōu)勢(shì)明顯、開(kāi)源開(kāi)放助力國(guó)產(chǎn)芯片自主可RISC-V是一種開(kāi)放、免費(fèi)、可擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)指令集架構(gòu)，2010年由伯克利大提出。2015年RISC-V基金會(huì)成立后得到迅速的發(fā)展和推廣，目前已有超過(guò)家公司和組織會(huì)員。RISC-V是一個(gè)新型、清晰、簡(jiǎn)約、開(kāi)源的指令集,它以去指令集設(shè)計(jì)所犯過(guò)的錯(cuò)誤為鑒，目標(biāo)是覆蓋最小的到最快的所有計(jì)算RISC-V指RISC-V指令集介RISC-V指令集是模塊化架構(gòu)，每個(gè)模塊使用一個(gè)英文字母來(lái)表示。I字母表示整數(shù)指令子集，它是RISCV模塊包括M/A/F/D/C，如某款RISCV處理器內(nèi)核是RVMC，即代表實(shí)現(xiàn)/M/A/C指令集RISC-V指令集在發(fā)展變化中，32I和64I已經(jīng)凍結(jié)，M/A/F/D/Q/C指令擴(kuò)展是凍結(jié)了，指令集RISC-VRISC-V處理器家RISC-V處理器開(kāi)源的RISC-V處理器RocketCore、R15CY和蜂鳥(niǎo)商業(yè)RISC-V處理器SiFive、Andes和平頭哥（T-RISC-VSoC平-開(kāi)源RISC-V處理器SoC平-ETHZurichPULPino和RocketRISC-VSoC芯GD32VF103、E310和U500、GAP8和RISC-V核RISC-V核、平臺(tái)和芯片該如何選擇呢芯片開(kāi)發(fā)者可選擇RISC-VCore和SoCPlatform設(shè)計(jì)自己芯比如使用PULPino平臺(tái)開(kāi)發(fā)SoC芯片，內(nèi)核使用RI5CY,嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者可以使用RISC-VSoC芯比如選擇GD32VF103系列芯片做嵌入式項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，在某些應(yīng)用上功耗和性能或優(yōu)于ARM開(kāi)發(fā)板也有許多高校和研究機(jī)構(gòu)可選擇開(kāi)源RISC-VSoC軟核在FPGA平臺(tái)上行教學(xué)和研究工比如ArtyFPGA開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)一個(gè)SiFive開(kāi)源FreeedomE310MCU，目前相應(yīng)軟件工具鏈支持很好比如T-HeadFPGA平臺(tái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)開(kāi)源wujian100MCU開(kāi)RISC-V為RISC-V為AIOT嵌入式開(kāi)發(fā)帶來(lái)什么RISC-V最大的優(yōu)勢(shì)是開(kāi)源和免開(kāi)源是新的經(jīng)濟(jì)方式，是成功的商業(yè)之道，學(xué)習(xí)最好的ISA開(kāi)源意味著開(kāi)發(fā)者可以針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景，創(chuàng)造自己的芯片架免費(fèi)可以降低入門(mén)的門(mén)檻，讓草根開(kāi)發(fā)者進(jìn)入芯片設(shè)RISC-V第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是簡(jiǎn)單和靈基礎(chǔ)的指令集有50條，模塊化的4個(gè)基本指令集讓設(shè)計(jì)者開(kāi)發(fā)出很簡(jiǎn)化RISC-VCPU，功耗可以很小，代碼密度低，覆蓋51-ARMA系列處理RISC-V第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是高效和安通過(guò)預(yù)留編碼空間和用戶指令支持?jǐn)U展的指令MCU開(kāi)MCU開(kāi)發(fā)在AIOT時(shí)代的變更高的更多的展為IoTOS平臺(tái)全球全球MCU市場(chǎng)分在2019年下滑之后，預(yù)計(jì)2020年MCU市場(chǎng)將出現(xiàn)溫和反彈，增長(zhǎng)3.2％，達(dá)到約171億元，而出貨量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)7％以上創(chuàng)下了289億顆的新高記2018年至2023年的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為3.9％，2023年將達(dá)到213億美預(yù)計(jì)未來(lái)五年，MCU單位出貨量的復(fù)合年增長(zhǎng)率為6.3％，達(dá)到382億更多傳感器和設(shè)備接入IoT，催生收入和單元增長(zhǎng)，但32位MCU激烈競(jìng)爭(zhēng)ASP大幅降全球全球TOP8MCU企NXPAcquiresFreescale,BecomesTopMCUSupplierin數(shù)據(jù)來(lái)自：IC全球全球MCU應(yīng)用市物聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)推高M(jìn)CU需MicrocontrollermarketgrowthtiedtoIoTapplications,中國(guó)中國(guó)單片機(jī)352016年北2016年北1986年0月在上海復(fù)旦大學(xué)舉行了第一次全國(guó)單2016年月，嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)舉辦了中國(guó)單片機(jī)年北航回憶這段歷史，共議中國(guó)單片機(jī)發(fā)展的美好前景35年從無(wú)到有，從8到32位，國(guó)產(chǎn)MCU無(wú)處不國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)MCU的現(xiàn)中國(guó)市場(chǎng)OEM廠商需求大，ARM內(nèi)核授權(quán)普及，RISC-V興起，在政策大力扶生態(tài)與核心技術(shù)是多數(shù)國(guó)產(chǎn)MCU弱項(xiàng)，多數(shù)國(guó)產(chǎn)MCU停留在開(kāi)發(fā)板、燒寫(xiě)器基礎(chǔ)固件庫(kù)老三樣上。開(kāi)發(fā)工具、OS和中間件依靠第三方的支撐。傳感、模、安全和無(wú)線等核心技術(shù)與國(guó)外MCU大廠有較大差距，做高校計(jì)劃很海外對(duì)國(guó)產(chǎn)MCU了解甚少，只有極個(gè)別平臺(tái)型產(chǎn)品有在使用-樂(lè)鑫國(guó)產(chǎn)MCU多而不強(qiáng)國(guó)產(chǎn)MCU多而不強(qiáng)，沒(méi)有給產(chǎn)業(yè)界留下印記的歷史性產(chǎn)國(guó)國(guó)產(chǎn)MCU發(fā)展機(jī)32位MCU需求持續(xù)成長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)MCU迎來(lái)了前所未有的機(jī)-AIOT時(shí)代,8/1位MCU的算力已達(dá)瓶頸,32位MCU的價(jià)格及功耗日漸變低帶動(dòng)需國(guó)產(chǎn)MCU開(kāi)始走向前臺(tái)并在國(guó)際市場(chǎng)嶄露頭角，未來(lái)前途光明，道路曲折，需腳踏實(shí)地努參考資何小慶嵌入式操作系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)之路CSDN2017年5何小慶全球MCU市場(chǎng)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)ELEXCON深圳國(guó)際電子展2017年5何小慶全球嵌入式技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)ELEXCON深圳國(guó)際電子何小慶物聯(lián)網(wǎng)機(jī)遇前所未有，國(guó)產(chǎn)MCU有望出奇制勝中國(guó)電子報(bào)2017年7劉慶中國(guó)MCU市場(chǎng)觀察電子產(chǎn)品世界2018年3劉慶2018年中期MCU市場(chǎng)狀況和展望電子產(chǎn)品世界2018年7王瑩MCU廠商看好哪些新產(chǎn)品的特性？電子產(chǎn)品世界2018年7何小慶走向競(jìng)爭(zhēng)前沿國(guó)產(chǎn)MCU任重而道遠(yuǎn)中國(guó)電子報(bào)2018年8Robervander歐美嵌入式技術(shù)、MCU和開(kāi)發(fā)工具市場(chǎng)分析單片機(jī)與雜志何小慶