前言：

64位微处理器单元（MPU）在工业芯片领域正逐渐成为一个新热点。

随着技术的发展和市场需求的增加，64位MPU因其强大的处理能力和高效的性能，越来越受到重视。

作者 | 方文三

图片来源 |  网 络 

工业系统持续升级，MPU向64位迁移

随着智能化、物联网等技术的迅猛发展，MPU的应用领域也在持续扩大，现已涵盖工业控制、智能家居、医疗电子以及汽车电子等多个领域。

自动化、人工智能、物联网等技术的迅猛发展，使得工业制造过程越来越智能化和高效。

智能工厂、无人工厂等先进理念正逐渐成为现实，极大地提升了生产效率和产品质量。

在推动工业革新的各项技术中，MPU的作用不容忽视。

尽管其市场规模相较于手机市场仍显较小，但MPU在工业领域中发挥着关键作用。

随着工业系统的持续升级，MPU正朝着64位迁移，进一步推动了工业生产的数字化进程。

随着厂商产品日益精细化，MPU概念逐渐占据主导地位，主要用于区分大型CPU与汽车用SoC，并主要聚焦于工业领域。

在技术选型上，多倾向于采用精简指令集（RISC）的Arm Cortex-A核或RISC-V核。

回顾过去，工控机领域长期为x86架构所主导。在那一时期，x86架构在综合运算性能上优于Arm架构。

此外，厂商通过利用IT与OT的统一化优势，使得整个系统的底层数据结构、操作系统无需进行更改，从而提高了系统的兼容性与稳定性。

几乎所有x86硬件平台均能无缝支持微软的Windows系统以及当前广泛使用的各类工具软件，且产品无需过多的定制化工作，因此在兼容性方面，x86系统展现出了无可比拟的优势。

然而，随着工业领域的标准化进程不断加快，以及Arm架构性能的逐步提升，其低功耗优势愈发显著，使得能够快速启动并进入工作状态的实时系统更加契合当前工业发展的需求。

性能和空间的提升，64位MPU愈发被重视

①处理能力的提升：64位MPU相较于32位MPU拥有更强大的处理能力。

64位架构允许处理器在一个时钟周期内处理更多的数据，这意味着更高的运算速度和更高效的数据处理能力。

在工业应用中，这可以显著提高生产效率和系统响应速度。

②更大的内存寻址空间：64位MPU可以支持更大的内存寻址空间，这使得系统能够处理更多的数据和更复杂的任务。

在工业自动化和智能制造领域，这为处理大规模数据集和运行复杂的算法提供了可能，有助于实现更高级的数据分析和机器学习应用。

③安全性和可靠性：随着工业系统的复杂性增加，对安全性和可靠性的要求也越来越高。

64位MPU通常配备有更先进的安全功能，如硬件加密和安全启动，这有助于保护工业系统免受攻击和确保数据的完整性。

④能效比的优化：64位MPU设计时考虑了能效比的优化，这对于需要长时间运行且对能耗敏感的工业环境来说至关重要。

通过更高效的能源使用，可以降低运营成本并减少环境影响。

⑤支持先进的操作系统和软件：随着操作系统和应用软件的发展，对硬件的要求也在不断提高。

64位MPU能够更好地支持最新的操作系统和软件，包括那些需要大量内存和计算资源的复杂应用程序。

⑥工业4.0和智能制造：工业4.0和智能制造的推进需要高度集成和智能化的系统。

64位MPU能够提供必要的计算能力，支持IoT、大数据分析、云计算和人工智能等先进技术的集成和应用。

⑦产业链的完善：随着产业链的不断完善，64位MPU的生产和供应链变得更加成熟和稳定。

这不仅保证了产品的质量和供应，也为工业用户提供了更多的选择和灵活性。

多家厂商已进入到64位MPU产品线

·恩智浦：在嵌入式控制器领域拥有丰富多样的MCU和MPU产品线，既包括基于ARM内核的处理器，又涵盖了基于Power Architecture技术的处理器。

这些产品在工业和消费电子市场中均获得了广泛的认可和应用，特别是在嵌入式MPU领域，恩智浦的市场份额居行业领先地位。

为了满足不同应用的需求，恩智浦推出了三大系列的产品：i.MX应用处理器系列，主要面向汽车、消费电子/工业多媒体和显示应用，提供异构多核和单核处理器；

Layerscape处理器系列，主要用于云计算、数据中心等高计算需求领域，提供多核SoC解决方案；

S32处理器系列，具备高性能和实时功能，专为汽车应用而设计。

其中，i.MX应用处理器系列作为恩智浦的核心产品系列，深受嵌入式工程师的青睐和信赖。

·意法半导体：STM32MP1是他们在MPU领域的首个产品，包括从单核Arm Cortex-A7到双核Arm Cortex-A7和Cortex-M4内核的微处理器产品。

去年四季度，他们开始发放STM32MP2的样片，这意味着意法半导体的MPU也步入了64位时代。

STM32MP13 产品线是2023年推出的基于Arm® Cortex®-A内核的STM32 MPU新品，不仅可运行嵌入式Linux系统，还可针对实时性能有严格要求的应用场景裸跑应用程序。

也是迄今为止价格最实惠的STM32 MPU，主要面向成本敏感型微处理器应用。这是一款应用于工业级的通用MPU产品，易用、安全、低功耗是其最大的特点。

近日推出了边缘AI加速微处理器第二代STM32 MPU，该处理器提高了工业和物联网边缘应用的性能和安全性，预计将于2024上半年批量生产。

新的微处理器进一步加大了公司在应用处理器方面的投资，将64位内核与边缘AI加速、高级多媒体功能、图形处理和数字连接相结合。

·德州仪器：十年前便成功推出了基于Cortex-A8的AM335x，并迅速获得市场的广泛认可。

此后，公司继续致力于技术创新，在2022年及之后相继推出了AM62Ax、AM68A、AM69A等一系列高性能的64位MPU产品。

同时，为满足HMI等特定应用需求，德州仪器还推出了AM62P以及集成了合封SoC和LPDDR4技术的AM625SIP。

·瑞萨电子：近年来在MPU领域也取得了显著进展，其RZ系列MPU产品备受市场关注。

其中，最高端的RZ/V系列更是彰显了瑞萨在MPU技术上的领先地位。

2021年1月，瑞萨电子推出了全新的通用64位MPU产品群RZ/G2L，采用最新的Arm Cortex-A55内核，有效提升了AI处理能力，为行业发展注入了新的活力。

Microchip：将于今年7月推出全新的64位MPU产品，并提供一套完善的产品、开发工具和支持体系，以满足高性能嵌入式处理应用程序的多元化需求。

·方寸微公司：2023年2月成功实现了安全MPU芯片TIH64Vx690的回片并成功点亮，该芯片产品采用了芯来科技RISC-V 600系列国产64位RISC-V处理器内核，开创了国产芯片发展的新篇章。 

T690芯片还具备以高性能MCU形态存在的潜力，可以作为MPU形态的补充，为不同领域的需求提供更加灵活和高效的解决方案。

结尾：

随着技术的不断进步和市场需求的日益旺盛，64位MPU正逐渐成为行业的主流趋势。

未来几年内，预计64位MPU将在更多领域得到广泛应用，而一些特定应用场景可能仍会采用32位MPU以满足特定需求。

64位MPU之所以在工业芯片领域越来越受到重视，随着技术的不断发展和市场需求的增长，预计64位MPU将在工业领域扮演越来越重要的角色。

部分资料参考：电子工程世界：《64位MPU，要爆发了》，AET电子技术应用：《萨瑞电子推出64位RISC-V CPU内核RZFive通用MPU》

       原文标题 : AI芯天下丨热点丨工业芯片新热点：64位MPU，要爆发了