工業芯片新熱點：64位MPU，要爆發了

工業系統持續升級，MPU向64位遷移

隨著智能化、物聯網等技術的迅猛發展，MPU的應用領域也在持續擴大，現已涵蓋工業控制、智能家居、醫療電子以及汽車電子等多個領域。

自動化、人工智能、物聯網等技術的迅猛發展，使得工業制造過程越來越智能化和高效。

智能工廠、無人工廠等先進理念正逐漸成為現實，極大地提升了生產效率和產品質量。

在推動工業革新的各項技術中，MPU的作用不容忽視。

盡管其市場規模相較于手機市場仍顯較小，但MPU在工業領域中發揮著關鍵作用。

隨著工業系統的持續升級，MPU正朝著64位遷移，進一步推動了工業生產的數字化進程。

隨著廠商產品日益精細化，MPU概念逐漸占據主導地位，主要用于區分大型CPU與汽車用SoC，并主要聚焦于工業領域。

在技術選型上，多傾向于采用精簡指令集（RISC）的Arm Cortex-A核或RISC-V核。

回顧過去，工控機領域長期為x86架構所主導。在那一時期，x86架構在綜合運算性能上優于Arm架構。

此外，廠商通過利用IT與OT的統一化優勢，使得整個系統的底層數據結構、操作系統無需進行更改，從而提高了系統的兼容性與穩定性。

幾乎所有x86硬件平臺均能無縫支持微軟的Windows系統以及當前廣泛使用的各類工具軟件，且產品無需過多的定制化工作，因此在兼容性方面，x86系統展現出了無可比擬的優勢。

然而，隨著工業領域的標準化進程不斷加快，以及Arm架構性能的逐步提升，其低功耗優勢愈發顯著，使得能夠快速啟動并進入工作狀態的實時系統更加契合當前工業發展的需求。

 

性能和空間的提升，64位MPU愈發被重視

①處理能力的提升：64位MPU相較于32位MPU擁有更強大的處理能力。

64位架構允許處理器在一個時鐘周期內處理更多的數據，這意味著更高的運算速度和更高效的數據處理能力。

在工業應用中，這可以顯著提高生產效率和系統響應速度。

②更大的內存尋址空間：64位MPU可以支持更大的內存尋址空間，這使得系統能夠處理更多的數據和更復雜的任務。

在工業自動化和智能制造領域，這為處理大規模數據集和運行復雜的算法提供了可能，有助于實現更高級的數據分析和機器學習應用。

③安全性和可靠性：隨著工業系統的復雜性增加，對安全性和可靠性的要求也越來越高。

64位MPU通常配備有更先進的安全功能，如硬件加密和安全啟動，這有助于保護工業系統免受攻擊和確保數據的完整性。

④能效比的優化：64位MPU設計時考慮了能效比的優化，這對于需要長時間運行且對能耗敏感的工業環境來說至關重要。

通過更高效的能源使用，可以降低運營成本并減少環境影響。

⑤支持先進的操作系統和軟件：隨著操作系統和應用軟件的發展，對硬件的要求也在不斷提高。

64位MPU能夠更好地支持最新的操作系統和軟件，包括那些需要大量內存和計算資源的復雜應用程序。

⑥工業4.0和智能制造：工業4.0和智能制造的推進需要高度集成和智能化的系統。

64位MPU能夠提供必要的計算能力，支持IoT、大數據分析、云計算和人工智能等先進技術的集成和應用。

⑦產業鏈的完善：隨著產業鏈的不斷完善，64位MPU的生產和供應鏈變得更加成熟和穩定。

這不僅保證了產品的質量和供應，也為工業用戶提供了更多的選擇和靈活性。

多家廠商已進入到64位MPU產品線

·恩智浦：在嵌入式控制器領域擁有豐富多樣的MCU和MPU產品線，既包括基于ARM內核的處理器，又涵蓋了基于Power Architecture技術的處理器。

這些產品在工業和消費電子市場中均獲得了廣泛的認可和應用，特別是在嵌入式MPU領域，恩智浦的市場份額居行業領先地位。

為了滿足不同應用的需求，恩智浦推出了三大系列的產品：i.MX應用處理器系列，主要面向汽車、消費電子/工業多媒體和顯示應用，提供異構多核和單核處理器；

Layerscape處理器系列，主要用于云計算、數據中心等高計算需求領域，提供多核SoC解決方案；

S32處理器系列，具備高性能和實時功能，專為汽車應用而設計。

其中，i.MX應用處理器系列作為恩智浦的核心產品系列，深受嵌入式工程師的青睞和信賴。

·意法半導體：STM32MP1是他們在MPU領域的首個產品，包括從單核Arm Cortex-A7到雙核Arm Cortex-A7和Cortex-M4內核的微處理器產品。

去年四季度，他們開始發放STM32MP2的樣片，這意味著意法半導體的MPU也步入了64位時代。

STM32MP13 產品線是2023年推出的基于Arm? Cortex?-A內核的STM32 MPU新品，不僅可運行嵌入式Linux系統，還可針對實時性能有嚴格要求的應用場景裸跑應用程序。

也是迄今為止價格最實惠的STM32 MPU，主要面向成本敏感型微處理器應用。這是一款應用于工業級的通用MPU產品，易用、安全、低功耗是其最大的特點。

近日推出了邊緣AI加速微處理器第二代STM32 MPU，該處理器提高了工業和物聯網邊緣應用的性能和安全性，預計將于2024上半年批量生產。

新的微處理器進一步加大了公司在應用處理器方面的投資，將64位內核與邊緣AI加速、高級多媒體功能、圖形處理和數字連接相結合。

·德州儀器：十年前便成功推出了基于Cortex-A8的AM335x，并迅速獲得市場的廣泛認可。

此后，公司繼續致力于技術創新，在2022年及之后相繼推出了AM62Ax、AM68A、AM69A等一系列高性能的64位MPU產品。

同時，為滿足HMI等特定應用需求，德州儀器還推出了AM62P以及集成了合封SoC和LPDDR4技術的AM625SIP。

·瑞薩電子：近年來在MPU領域也取得了顯著進展，其RZ系列MPU產品備受市場關注。

其中，最高端的RZ/V系列更是彰顯了瑞薩在MPU技術上的領先地位。

2021年1月，瑞薩電子推出了全新的通用64位MPU產品群RZ/G2L，采用最新的Arm Cortex-A55內核，有效提升了AI處理能力，為行業發展注入了新的活力。

Microchip：將于今年7月推出全新的64位MPU產品，并提供一套完善的產品、開發工具和支持體系，以滿足高性能嵌入式處理應用程序的多元化需求。

·方寸微公司：2023年2月成功實現了安全MPU芯片TIH64Vx690的回片并成功點亮，該芯片產品采用了芯來科技RISC-V 600系列國產64位RISC-V處理器內核，開創了國產芯片發展的新篇章。 

T690芯片還具備以高性能MCU形態存在的潛力，可以作為MPU形態的補充，為不同領域的需求提供更加靈活和高效的解決方案。

結尾：

隨著技術的不斷進步和市場需求的日益旺盛，64位MPU正逐漸成為行業的主流趨勢。

未來幾年內，預計64位MPU將在更多領域得到廣泛應用，而一些特定應用場景可能仍會采用32位MPU以滿足特定需求。

64位MPU之所以在工業芯片領域越來越受到重視，隨著技術的不斷發展和市場需求的增長，預計64位MPU將在工業領域扮演越來越重要的角色。