RISC-V推动MCU产业变革带来巨大变化

随着AIoT的时代的到来，MCU产业发展也呈现出了如下趋势。

一，32位MCU逐渐成为主流。虽然至今8位MCU虽然在存量市场上有大量份额，但随着汽车电子，穿戴设计等需要更加复杂控制和需要一定运算能力的应用驱动，32位MCU在2018年通用MCU出货量便已经占据了60%以上，并且这一比例在持续增加。

二，应用定义MCU。AIoT的最大的特征就是应用场景多，一类场景里又包括传感器，连接控制，数据处理，智能决策等。每个场景对系统的功能，性能，安全，可靠性，功耗的需求不同，因此对应用于不同场景的MCU提出了面向领域的差异化需求。另外AIoT的一个特征就是市场变化快，因此MCU产品随着市场需求迭代的速度也变得比以往要快。

三，智能化势不可当。越来越多的基于语音，图像和视频的应用如雨后春笋般涌现，例如智能音箱，人脸识别的闸机于支付终端等，对于这类应用，一线MCU企业推出了一系列兼具高性能和低功耗，并且带DSP, 矢量，或针对特定算法的加速单元的产品。但受到架构，功耗和算力的限制，MCU目前更加侧重轻量级智能应用。

四，安全性迫在眉睫。由于人脸，指纹，声纹等在支付，电子锁等应用里广泛使用。另外就是物联网的连接数量的增多让用户的私密的数据多了泄露的渠道，因此对于数据处理和传输安全的要求迫在眉睫，因此对于MCU的安全设计成了刚需。

而目前整个MCU的现状则是产品同质化严重，价格也逐渐走低。由于绝大数32位MCU基于ARM内核，导致了产品定义难以做到差异化，而同质化产品的竞争导致了价格逐渐走低，虽然促进了32位MCU的普及，但也给MCU公司对于未来产品规划，定义和设计提出了更高的挑战。

面对这趋势和现状，各家MCU公司如何才能在有效的时间窗口推出满足市场需求差异化的产品呢?如何才能真正的抓住AIoT时代的脉搏，从赛道中胜出呢?

RISC-V是历史发展规律的产物

纵观MCU的发展历史，当70年代MCU初现到2000年初期，包括Intel, TI，摩托罗拉，NEC等，各家的MCU产品都具各自处理器指令集架构和微架构, 并需要自建软硬件生态，由于生态建设周期长，投入大，这种资源分散的局面导致这个阶段的发展非常缓慢。到2004年ARM Cortex-M系列的出现，意法半导体于2007年推出首款基于Cortex-M3的MCU产品系列STM32，得益于相对统一的处理器指令集架构和基于ARM的微架构的实现，原本各家MCU公司的身上处理器生态建设和维护的成本大大降低，可以将更多的资源投入到具体MCU产品相关的应用生态上，随着2008年物联网和汽车智能化的趋势的驱动下，基于Cortex-M系列的32位MCU得以在这十年间迅速普及，但于此同时带来了同质化的问题，各家MCU公司基于ARM的公版处理器难以做出有差异化的产品，竞争便主要集中在价格层面。

但随着AIoT逐渐走向成熟和大规模应用，面对这一新时代丰富的”碎片化”场景，对于MCU的需求从面向传感器的超低功耗，到面向人工智能的追求极致能效比产生，以及针对安全和高可靠应用的特殊MCU，以及各种存在在创新者大脑的各种奇思妙想所带来的需求，ARM相对封闭指令集架构和内核研发速度很显然无法跟上时代的需求了。那么为什么不能有一套类似5G，WIFI等国际标准的处理器指令集架构标准呢?并且这个指令集架构标准要足够开放灵活，可以根据应用进行裁剪可扩展，并让全世界的人都可以根据应用领域基于这套指令集标准来设计和实现从通用到专用的各种类型处理器。

于是RISC-V便应运而生，RISC-V是一种简单、开放、免费的全新指令集架构。RISC-V最大的特点是 “开放”，它的开放性允许它可以自由地被用于任何目的、允许任何人设计、制造和销售基于RISC-V的芯片或软件，这种开放性，在处理器领域是彻底的第一次。另外RISC-V具有技术上的后发优势，能够总结前人的经验教训，做到设计上的先进性和相对简洁。为了适应AIoT新时代的需求，期指令集架构具备模块化和扩展性特性，方便适应各种应用场景。RISC-V时顺应了历史发展规律的产物。

随着2015年RISC-V指令集架构开始由国际基金会维护，整个生态成长迅速，在不到五年时间内，便有了超过350家，遍布28个国家的会员单位，包括西部数据，三星，台积电，Microchip, NXP， Google等国际大厂。因此RISC-V也成了名符其实的国际标准指令集。

RISC-V已经具备相对成熟的生态

RISC-V经过几年的快速发展，目前RISC-V已经具备了相对比较完善的软硬件生态，随着越来越多的软硬件企业和爱好者的加入，和ARM的生态差距逐渐变得微小。

就硬件生态而言，目前已经具备相对完善的内核可供选择，包括开源和商用闭源的能够对标ARM Cortex-M到A系列的处理器，除此之外，得益于RISC-V的扩展特性，更是可以根据用户的实际应用在标准的处理器基础上进行扩展成为面向领域的处理器产品。

对于软件生态而言，在工具链层面用户可以根据实际需求选择基于Eclipse或VSCode的开源的免费工具链，也可以选择像IAR, 本土的卡姆派乐的商用工具链。对于RTOS而言，选择FreeRTOS，RT-Thread, 华为的LiteOS，腾讯TencentOS， 阿里AliOS和Zephyr等诸多选择。另外各家RTOS也提供了丰富的针对物联网和行业应用相关的SDK，可以说软件配套已经非常完善。

RISC-V在软硬件生态上的一个挑战就是人的使用习惯，过去很多嵌入式开放人员非常依赖Keil这一的IDE，转到RISC-V的工具链上虽然只需要很短时间，但依然需要有一个适应的过程。不过随着RISC-V在学校和职业教育的不断普及，越来越多的人了解并使用RISC-V，这样人的生态便慢慢建立了起来，相信在不久的将来这些由于习惯所带来的挑战将不复存在。