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AI、RSIC-V、CRA,嵌入式的三大机会

虽然MCU用量能够反映一个国家或地区的工业化水平,甚至被称为工业化水平的“晴雨表”。但在如今AI的大浪潮下,MCU用量虽然并未受到影响,但与之匹配的嵌入式技术却受到较大影响。

作为嵌入式行业的风向标,今年的纽伦堡嵌入式展依然紧紧围绕AI、CRA和RISC-V三大技术机会来展开布局。不同于2025年,2026年已经有明确的落地方案和落地进展,这也意味着新的嵌入式行业机会正在开启。

01.

NPU,ARM之外的价值增量

近年来,ARM内核正在成为新一代MCU产品的标配。从M核到R核,从入门级到高性能,MCU企业的竞争已经成为ARM生态和私有内核生态的竞争。而且ARM凭借高性能和成熟的生态体系,明显占据上风。

在这种背景下,MCU企业能做的工作就会被压缩,彼此之间的差距也会迅速缩小。更为关键的是,ARM在整个生态里边占据了绝对的话语权,也就意味着MCU的核心成本被ARM掌握。因此,MCU企业就需要在ARM内核之外寻找新的机会。目前来看,主要在两个方面,一是在通过增加NPU,在保留ARM内核不变的情况下,在AI能力上提升竞争力。二是完全抛弃ARM,投身RISC-V架构,与ARM生态继续对抗。

对于NPU,本次TI和NXP都新推出了自己NPU方案的产品,ST今年也逐渐将NPU应用进行拓展。

TI推出的两款产品分别是MSPM0G5187和AM13Ex。

MSPM0G5187是一颗入门级的MCU产品,隶属于MSPM0 系列,内核为 Arm Cotex-M0+。最大的改变是是TI首次在入门级MCU中集成了TinyEngine™ NPU,而非选择像ST一样进行内核的升级,这也使得MSPM0G5187成为TI性价比最高的AI MCU产品,单价低于1 美元。

AM13Ex是C2000系列中的电机实时控制MCU,内核采用Arm Cortex-M33 内核,同样集成TinyEngine™ NPU。

而作为这次的重点,TinyEngine™ NPU专为加速AI应用来开发。通过与内核并行运算,与AI直接在内核上运行相比,推理延迟可以降低90倍,能耗可降低超过120倍。

NXP本次推出的是i.MX 93W 应用处理器,内核为Cortex-A55 和 Cortex-M33,还集成了Wi-Fi 6 + 蓝牙 + 802.15.4射频,可直接替代此前超60个分立元器件。当然它最大的亮点是集成1.8eTOPS算力NPU。

ST带来了两款集成NPU的新产品。一款是集成了自研的Neural-ART NPU加速器,算力高达600 GOPS的STM32N6 系列,被称为史上最强STM32。另外一款是Stellar P3E,是其首次集成了内置AI加速器的车规级MCU,内核为R52+。根据官方介绍,Stellar P3E的主要应用领域便是多合一的动力总成,直接与英飞凌TC499展开竞争。

相比之下,瑞萨更多的是基于ARM的全家桶来展开。最高性能的RA8系列,采用的是Cortex-M85内核,NPU采用是同样来自ARM的Arm Ethos-U55 NPU。

02.

RISC-V,英飞凌是风向标,落地成关键

对比NPU的补充,RISC-V则是完全独立于ARM之外。这里补充一下,RISC-V已经在AI芯片中作为加速单元得到大量应用。

汽车RISC-V生态主要有三股力量在推动。一是全球最大的车规级MCU企业,英飞凌。二是Quintauris,由上下游汽车企业博世、英飞凌、高通、北欧半导体和恩智浦联合发起。三是国内企业,包括芯来、二进制、矽力杰等企业。(值得一提的是,国内大多数RISC-V IP由芯来提供,开心院和阿里达摩院重点面向非汽车领域)。

不过从号召力来看,因为RISC-V最大的挑战在于生态的薄弱,因此作为汽车MCU绝对领导地位的英飞凌,当之无愧成为RISC-V行业最为重要的风向标。

本次英飞凌依旧没有推出RISC-V的产品,展示是针对英飞凌RISC-V虚拟原型机的全新DRIVECORE套件。

对比而言,国内企业芯来科技展示的产品更多。不仅带来了NA系列全部的产品,还带来了与OSYX共建的RISC-V虚拟机方案。

除英飞凌之外,老牌MCU企业瑞萨也对RISC-V展现出浓厚的兴趣,虽然当前车规MCU依旧以RH850和ARM内核为主,但在下一代MCU中将明确引入RISC-V架构。目前瑞萨也在与TASKING和Lauterbach等汽车工具巨头合作,确保其 RISC-V 方案在安全认证(ISO 26262)方面能达到与 RH850 同等的标准。并且和英飞凌一样,瑞萨也采用自研RISC-V内核的技术路线。本次嵌入式展会,瑞萨将R9A02G021推向市场,瞄准的是传统的超低功耗市场,运行功耗仅约162 µA/MHz,待机电流低至0.3 µA。

不过总体而言,汽车MCU应用中,RISC-V还没有到明显的拐点期,更谈不上对ARM的竞争。不过其开源的特性,以及英飞凌后续的跟进情况,都值得对RISC-V持续关注。

03.

CRA,开箱即用

今年,CRA(网络韧性法案)的首个关键节点即将到来,在CRA的要求下,安全不再仅是技术问题,而是贯穿整个生命周期。因此“开箱即用”的CRA合规方案成为亮点,也是未来的核心竞争力之一。

如NXP与 PHYTEC 合作推出一套基于NXP控制器的合规开发包,一方面利用芯片级的安全特性直接满足CRA的要求,另外则是预置针对工业控制器的分析模版,以及提供步骤指导指南,手把手教开发者通过CRA合规。

Green Hills、Vector这类工具链企业则是提供了一整套合规工具,甚至应用了AI手段,以降低合规难度。

总结.

当然,嵌入式的应用范围广泛,比如在工业、消费等场景中,边缘侧AI、RISC-V应用进展要明显快于汽车应用。正是这种多样化的应用场景,也正在为汽车领域的应用提供新的可能。而随着头部企业的不断尝试,嵌入式行业也正在迎来新的机会。

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