导言

在物联网（IoT）、人工智能（AI）、开源处理器等新技术推动下，在新能源、智能汽车、AI大模型和生成式AI等产业热点的激励下，中国嵌入式系统产业发展进入了一个新的阶段。中国从过去学习和模仿，到今天与国际大厂同台竞技。中国从过去做应用做硬件，到今天做处理器芯片做基础软件，中国嵌入式系统产业呈现以下三个发展趋势。

端侧AI迎来了“轻”智能时代

在物联网的端侧，AI正在与物联网设备快速地集成。这种集成设备可以是AIoT终端与边缘网关和服务器。AI和物联网的结合具有广泛的应用前景，比如智能扫地机器人和预测性维护的工业设备。行业研究机构预测，未来AIoT设备应用将非常的广泛，AIoT对智能芯片的需求将会增加一个数量级，达到数千亿颗。

AI向端侧转移，让“轻”智能时代快速崛起。在设备上一部分以前使用的Cortex A 嵌入式处理器（MPU）正在被Cortex M /RISC-V 微控制器（MCU）替代，在MPU上操作系统以前使用的Linux， 正在让位于嵌入式实时操作系统（RTOS）。据湖南大学嵌入式与网络计算重点实验室的研究显示，在瑞芯微RK3568平台上使用开源的Zephyr RTOS，运行百度Paddle Lite图像分类示例，Zephyr下推理时间为0.13秒，Linux下为0.42秒。

嵌入式系统在端侧AI项目开发中一个重大的挑战就是缺少AI专家型人才。开发团队具备AI专家型人才，才能够胜任自己训练模型和提供数据的开发方式。

针对人才短缺，工具型开发方法应运而生。借助工具提供商，如Edge Impulse、SensiML 和Sensory AI ，通过工具的配置实现端侧智能模型和算法建立。工具的出现解决了开发团队中缺少AI专家的问题，将开发重点聚焦在AIOT产品的功能和AI属性的实现上，对加速AIOT产品应用落地将起到积极作用。工具型开发方式需要解决问题是拓宽模型的适应性以及便捷的数据采集和优化方法。目前在该领域，国际嵌入式企业比如ST、芯科和瑞萨走在前面，国内企业才起步。在智能视觉识别和语音唤醒等市场有进展，比如嘉楠科技、启英泰伦和星宸科技，未来发展空间很大。

RISC-V嵌入式处理器蓬勃发展

2010年诞生于加州大学伯克利分校的开源RISC-V指令集架构，发展到2022年全球市场已经有100亿颗基于RISC-V内核的芯片。在这100亿颗芯片中有50% 来自中国，其中MCU级别嵌入式产品的出货量占比最大，比如芯片厂商中科蓝汛的RISC-V核TWS耳机芯片出货量达到10亿颗。

2023年上海滴水湖RISC-V产业论坛上，主办方宣布启英泰伦RISC-V端侧智能语音芯片也有超过千万颗的出货。中国移动芯昇的RISC-V 低功耗MCU有百万颗出货，博流的IoT芯片有百万出货，先楫半导体的超高性能MCU订货超过百万颗，嘉楠科技K210系列出货量200万，时擎智能数十万出货。市场研究机构预测MCU、无线、和汽车芯片市场是RISC-V 三大主流应用。

中国的RISC-V IP产业发展很快，RISC-V 创业公司芯来科技成立四年来，已经有超过150家授权客户。阿里平头哥玄铁系列 CPU 累计出货量已超 25 亿片，主要应用于智能音箱、行车记录仪、打印机和安防摄像头等设备中。

软件生态是RISC-V处理器发展一个非常关键的环节。得益于开源运动，RISC-V 软件生态近年发展迅猛，2023年谷歌官方宣布支持RISC-V 指令集架构，这样国际国内主流操作系统全部成功适配了RISC-V。这里面有安卓、Debian、Fedora、Ubuntu、龙蜥(Anolis OS)、统信(UOS)、麒麟（openKylin）、创维酷开系统(Coolita OS)、FreeRTOS、RT-Thread等。操作系统之上的软件生态正日趋丰富。以Linux发行版Debian为例，开源社区于2019年开始支持RISC-V，在Linux开源社区的努力下，到2022年就完成了2万多个软件包中95%的移植，使RISC-V成为Debian支持的Tier-1架构。

RISC-V架构正在吸引越来越多的头部玩家加大了对于RISC-V的研发力度,2023年高通和4家国际芯片巨头成立专注在RISC-V方向的合资企业。据SiFive 在2023中国峰会的演讲报告中预测，2025年RISC-V 芯片数量将累计到达800亿颗。

嵌入式软件面对高复杂性的挑战

得益于集成电路技术与制造工艺的快速发展，嵌入式处理器硬件性能越来越强大。单核能力不断提升，单核正在向多核、异构多核乃至众核的方向演进。虚拟化和可信执行环境（TEE）技术的发展与应用，使得在一个片上系统（SoC）中部署多个 OS 具备了坚实的基础。

同时，受应用需求的推动，如物联网化、智能化、功能安全与信息安全的整合，嵌入式软件系统也越发复杂，由单一OS承载所有功能所面临的挑战越来越大。解决方式之一就是不同系统负责各自所擅长的功能，如 Android负责 UI、Linux 负责网络通信与管理、实时操作系统负责高实时与高可靠等，而且整个方案还要易于开发、部署、扩展，目前实现的形式可以是容器和虚拟化等技术。

由开放原子基金会运营的openEuler是一个开源、免费的 Linux 发行版平台,通过开放的社区形式与开发者共同构建一个软件生态系统。openEuler Embedded 是openEuler 一个嵌入式版本。

openEuler Embedded集成了 OpenAMP 支持，与 Zephyr 合作实现了 openEuler Embedded 与实时操作系统 Zephyr 混合部署演示。openEuler Embedded未来计划有更多的RTOS支持，如UniProton 和RT-Thread，还有嵌入式弹性底座Jailhouse(一个基于 Linux开源虚拟机)和ZVM的支持，ZVM是湖南大学基于Zephyr RTOS的开源嵌入式虚拟化项目。

嵌入式软件蓬勃发展，开源的OS正在成为主流。国产嵌入式OS 已经成功地应用在消费、物联网、工业和汽车电子等诸多领域， 比如我们看到的RT-Thread、SylixOS、Intewell 和OneOS，国产嵌入式OS正在解决异构多核计算系统带来软件复杂性的挑战。