嵌入式系统迎来RISC-V时代：芯片、OS、工具链协同推动应用落地

2025 年 7 月，第五届 RISC-V 中国峰会在上海张江科学会堂落下帷幕。与前四届相比，本届峰会的嵌入式系统论坛少了些概念探讨，多了些硬核成果 —— 从进迭时空 K1 芯片 10 万颗量产的捷报，到 RT-Thread 操作系统与众多芯片的深度适配，再到工业 PLC 领域的规模化落地，种种信号表明：经过 2024-2025 年的技术攻坚，RISC-V 在嵌入式系统领域已从 “实验室探索” 迈向 “产业级应用”，其生态演进呈现出清晰的 “技术筑基 — 生态协同 — 应用突围” 三级进阶路径。基于本次峰会和过去两年的产业进展，不难看出 RISC-V 嵌入式生态逐渐迈向成熟度，但是未来仍有不少挑战。

技术筑基：从 IP 核到芯片，嵌入式算力的 “质效双升”

嵌入式系统的核心竞争力，始终锚定于 “算力适配场景”—— 既需满足工业控制的实时性，又需承载智能汽车的 AI 推理，更需平衡功耗与成本。2024-2025 年，国产 RISC-V 在 IP 核设计与芯片量产层面的突破，为这一目标打下了坚实基础。

IP 核从通用型到场景定制，支撑芯片差异化竞争。IP 核是芯片的 “蓝图”，其成熟度直接决定芯片性能上限。2025 年峰会现场，奕斯伟计算、平头哥、赛昉科技等厂商展示的 IP 核产品，已摆脱早期 “通用化设计” 的局限，转向 “场景定制”：

比如，奕斯伟 EIC7702X，面向工业物联网，通过扩展 “传感器直连接口”，可直接接入温湿度、振动等模拟信号，省去传统 MCU 的 AD 转换环节，功耗降低 30%，在智能传感器领域已实现批量应用。

以及，晶心科技 AX66，是聚焦边缘 AI 场景，内置向量计算单元（VPU），支持 INT8/INT16 混合精度运算，在人脸识别场景下的推理速度较同功耗 ARM Cortex-M7 提升 40%。

平头哥的曳影T系列则强调AI与实时控制的融合，内置NPU与实时处理器双核，适用于机器人及智能驾驶场景。

这些 IP 核呈现出共同的特点，不再追求 “大一统” 的性能参数，而是针对嵌入式场景的 “实时性、低功耗、安全性” 三大核心需求做定制化优化。正如某IP企业在峰会演讲中所言：“RISC-V 的开放指令集优势，正在于让 IP 核设计可以‘按需裁剪’—— 工业场景多配硬件中断控制器，汽车场景强化安全扩展，边缘场景加向量单元，这是 x86 与 ARM 难以比拟的灵活性。”

芯片从 “能点亮” 到 “稳运行”，量产能力验证生态成熟度。如果说 IP 核是 “设计突破”，那么芯片量产则是 “工程验证”。2024-2025 年，国产 RISC-V 芯片的量产成果，成为嵌入式生态最硬核的 “成绩单”：

进迭时空 K1作为峰会 “明星产品”，这款 8 核 RISC-V AI CPU 累计出货突破 10 万颗（截至 2025 年 6 月），堪称 “高性能嵌入式芯片量产标杆”。其 50K DMIPS 的 CPU 算力与 2.0 TOPS 的 AI 算力，既能支撑工业 PLC 的复杂逻辑控制，又能运行简单的机器视觉算法（如缺陷检测），目前已应用于电力巡检机器人、电信基站边缘网关等场景。更关键的是，其工业级宽温（-40°C~85°C）与抗振动设计，验证了 RISC-V 芯片在严苛环境下的可靠性。

先楫半导体 HPM6750，在传统 MCU 领域这款芯片以 “高主频 + 大缓存” 打破认知 ——800MHz 主频搭配 1MB L2 缓存，支持 Ethernet/USB 3.0 等高速接口，在机器人运动控制场景中，可实现关节位置误差≤0.1°，性能逼近入门级 ARM Cortex-A5。

兆易创新 GD32VF103作为 “普惠型” 产品，其 10 元级单价与 Arduino 兼容生态，成为开发者入门 RISC-V 的首选，累计出货超 500 万颗，广泛应用于智能家居、消费电子等领域，为生态积累了海量开发者。

超睿科技在RISC-V 高性能芯片上捷报频传，携手100%国产自主操作系统RT-Thread睿赛德，在工业控制方面满足工业场景对设备高性能、稳定性和可靠性的要求，同时扩展至车载等专用场景。超睿科技的 UR-DP1000 芯片于 2024 年初流片后，快速完成了系统适配，验证了软硬件协同的成熟度，目前已进入批量交付阶段。

值得注意的是，这些芯片的量产并非 “孤例”：本届RISC-V中国峰会发布的《2025 中国 RISC-V 芯片白皮书》显示，2024 年国产 RISC-V 嵌入式芯片出货量突破 1 亿颗，较 2023 年增长 150%，其中工业与汽车领域占比提升至 28%（2023 年仅为 9%），标志着 RISC-V 已从消费电子向高价值嵌入式场景渗透。

生态协同：以操作系统为核心，软件层的 “破壁行动”

嵌入式系统的竞争力，从来不是 “芯片单打独斗”，而是 “芯片 + 操作系统 + 工具链” 的协同。2024–2025年，RISC-V 在软件与工具链层面取得显著突破，逐步形成多层次、全场景的生态支持体系，以 RT-Thread睿赛德为代表的国产操作系统，扮演了 “生态粘合剂” 的关键角色，推动 RISC-V 从 “硬件可行” 走向 “软件易用”。

RT-Thread睿赛德从 “广泛适配” 到 “深度协同”，构建嵌入式软件基座。作为全球支持 RISC-V 芯片型号最多的操作系统（已适配超百款），RT-Thread睿赛德的演进路径堪称 RISC-V 软件生态的缩影：

从适配广度上看，RT-Thread睿赛德从沁恒WCH的入门级 MCU， 到进某高性能 AI CPU，通过 “内核可裁剪 + 组件化设计”，实现了对不同算力芯片的全覆盖。开发者无需修改核心代码，即可在32 位 MCU与 K1（64 位多核 CPU）上部署同一套操作系统，大幅降低跨平台开发成本。

从场景深度上看，RT-Thread睿赛德针对高价值领域推出了场景化版本 —— 面向汽车电子的“程翧整车基础软件OS”，通过 “任务隔离 + 内存保护 + 故障监控” 三大机制，适配多芯片 IP 核的安全特性，目前已通过 ISO 26262 ASIL-D 认证；面向工业控制的“睿擎软硬一体平台”，则集成了 PROFINET/EtherCAT 等工业总线协议栈，在基于先楫 HPM6750 的 PLC 产品中实现 1ms 级周期控制。

从工具链协同角度看，RT-Thread睿赛德在其 RT-Studio 集成开发环境里面对RISC-V芯片做了重点适配、同时推出了RISC-V的调试工具RT-Trace，助力嵌入式工程师及学生群体快速上手RISC-V平台。

华为鸿蒙 HarmonyOS 持续加强对 RISC-V 架构的支持，在轻设备领域已适配多款芯片，构建起分布式能力与统一开发生态。SylixOS 作为大型实时操作系统，联合赛昉科技、算能等企业推出高可靠工业解决方案，支持多核调度与功能安全。阿里云 AliOS 则聚焦边缘AI与云芯一体，推动 RISC-V 在IoT领域的规模化落地。

RT-Thread睿赛德创始人&CEO熊谱翔在峰会论坛上强调：“RISC-V 软件生态的关键，是‘让开发者用得顺手’。我们不仅要适配芯片，更要联合芯片厂商定义‘芯片 + OS’的最佳实践 —— 比如与芯片厂家合作优化中断响应机制，这种协同才能释放 RISC-V 的潜力。”

工具链与社区：从 “能用” 到 “好用”，降低开发门槛。工具链的成熟度，直接决定开发者的选择。2024-2025 年，RISC-V 嵌入式工具链的进步同样显著。

GCC 14.0 编译器对 RISC-V 的优化进一步深化，支持 “自动向量化” 功能，在矩阵运算场景下代码效率提升 25%；LLVM 18.0 则强化了对自定义指令的支持，方便芯片厂商将硬件加速功能集成到编译流程。

Segger J-Link 调试工具推出 RISC-V 专用版本，支持多核实时调试，可同时监控 K1 芯片 8 个核心的寄存器状态；RT-Thread 与某芯片厂家联合开发的 “Near Debug” 工具，通过硬件断点与指令追踪，将调试耗时减少 40%。

在开源社区层面，PLCT实验室、RISCV-CN社区、中科院软件所等机构持续推动基础软件建设，贡献了包括驱动、中间件、AI推理框架在内的众多开源项目。RT-Thread 社区的 RISC-V 专区累计注册开发者超 5 万人，贡献代码仓库 1.2 万个，涵盖从智能家居驱动到工业控制算法的各类组件。

这些进展共同指向一个结论：RISC-V 嵌入式开发已经丝滑跨越“工具链壁垒” ，其开发体验已逐步接近成熟架构。正如RISC-V中国峰会现场一位工业软件开发者所言，“两年前用 RISC-V 开发 PLC，光是调试中断就花了一周，如果进行原型开发、测试优化，整个周期要数月；现在有了像 RT-Thread 这样平台提供的工具链，三天就能跑通整个控制逻辑，这在以前真的不敢想。”

应用突围：工业与汽车 “双轮驱动”，从 “试点” 到 “量产” 的跨越

技术筑基与生态协同的最终目标，是应用落地。2024-2025 年，RISC-V 在嵌入式系统的两大高价值领域 —— 工业控制与汽车电子 —— 实现了从 “小范围试点” 到 “规模化量产” 的突破，成为生态成熟的最直接证明。

工业控制，撕开国外垄断缺口，从传感器到 PLC 的全链条渗透。长期以来，工业控制是国外芯片与操作系统的 “自留地”——PLC、伺服驱动器等核心设备几乎被西门子、罗克韦尔等巨头垄断。RISC-V 的切入，正在改写这一格局。

底层传感器：兆易创新 GD32VF103 与 多家操作系统组合，已应用于温湿度、压力等工业传感器，凭借 1.8V 低功耗设计与 0.1% 的测量精度，在纺织、食品加工等领域替代传统 ARM Cortex-M0 方案，累计出货超 200 万颗。

边缘网关：进迭时空 K1 芯片搭载多体系OS，作为工业边缘网关实现 “设备数据采集 — 本地分析 — 云端上传” 闭环，在某汽车焊装车间的应用中，可实时处理 128 路传感器数据，延迟控制在 5ms 内，性能对标英特尔 Atom 方案，成本降低 40%。

PLC 核心控制：基于先楫 HPM6750 与 多家操作系统的小型 PLC，支持 IEC 61131-3 标准编程，已在光伏逆变器、包装机械等场景实现量产。

不过，工业领域对 “可靠性” 的极致要求，仍是 RISC-V 需要跨越的门槛。峰会现场，多位工业用户代表提到：“我们关注的不仅是‘能不能用’，更是‘能用多久’—— 比如 MTBF（平均无故障时间）是否达到 10 万小时，抗电磁干扰能力是否通过 IEC 61000 认证。” 目前，多数 RISC-V 工业产品尚未公开第三方可靠性测试报告，这成为其进入高端工业场景的 “最后一公里”。

汽车电子以功能安全破冰，从座舱到控制的梯度渗透。汽车电子是嵌入式领域的 “珠穆朗玛峰”——ISO 26262 功能安全标准、-40°C~125°C 宽温要求，对芯片与操作系统提出了严苛挑战。2024-2025 年，RISC-V 在这一领域的突破集中在 “功能安全认证” 与 “场景试点”：

车身控制：成都华微基于 RISC-V 的 MCU，在车门控制模块中实现车窗升降、座椅调节等功能，待机功耗 < 1μA，较传统方案降低 50%，已通过车规级可靠性测试。

智能座舱：据悉，已有芯片厂家与多家OS合作，应用于某新势力车企的车载信息娱乐系统，支持多屏互动与语音识别，通过 AEC-Q100 Grade 2 认证（-40°C~105°C）。

域控制器试点：某家操作系统和国产芯片结合，在某车企的域控制器原型机中完成验证，支持自动驾驶的环境感知数据预处理（如雷达点云聚类），功能安全等级达到 ASIL-B，计划 2026 年进入量产验证阶段。

汽车行业的 “长周期验证” 特性，决定了 RISC-V 的全面渗透仍需时间。

挑战与展望：RISC-V 嵌入式生态的 “进阶清单”

尽管 2024-2025 年进展显著，RISC-V 要在嵌入式领域真正与 ARM “分庭抗礼”，仍需解决三大核心挑战：

一是性能与功耗的量化验证体系。目前，多数厂商宣称 “RISC-V 能效比优于 ARM”，但缺乏统一的测试标准 —— 不同厂商采用的测试场景（如空载 / 满负载）、指标定义（如 DMIPS/W/GOPS/W）差异较大，导致用户难以横向对比。峰会期间，中国电子技术标准化研究院宣布启动 “RISC-V 嵌入式芯片性能评测标准” 制定，预计 2026 年发布，这将为产业提供 “统一标尺”。

二是高价值场景的信任状积累。工业领域的 MTBF 报告、汽车领域的 ASIL-D 认证、航空航天领域的辐射硬化验证…… 这些 “信任状” 需要时间与案例积累。正如进迭时空 CEO 陈志坚在峰会演讲中所说：“10 万颗量产只是开始，我们需要在工业现场跑满 3 年，用无故障数据证明 RISC-V 的可靠性，这比任何宣传都有力。”

三是生态协同的深度与广度。目前，RISC-V 生态的 “头部效应” 明显 ——全志前几年占到了全球 RISC-V 芯片出货量的50%，主导智能家电市场；玄铁 C910 处理器性能对标 ARM Cortex-A72，成为全球首款支持安卓系统的 RISC-V 芯片；昉?惊鸿 - 7110 是全球首款量产的通用 RISC-V SoC，已导入 60 余个商业项目；华为海思在消费电子、智慧家庭中集成了 RISC-V 架构，推动国产操作系统适配；RT-Thread与众多芯片厂家协同合作，应用于汽车传感器、车灯控制等场景，推动国产替代。

而中小企业的参与度不足。未来需要通过 “开源社区 + 产业联盟” 的模式，吸引更多工具链厂商、应用开发商加入，形成 “芯片厂商定义硬件接口、OS 厂商制定软件标准、用户反馈优化方向” 的良性循环。

从 2025 年 RISC-V 中国峰会的窗口回望，嵌入式系统领域的 RISC-V 生态已度过 “最艰难的起步期”，IP 核与芯片提供了 “能用” 的硬件基础，RT-Thread 等软件生态解决了 “好用” 的开发痛点，工业与汽车应用验证了 “管用” 的场景价值。接下来，随着标准体系完善、信任状积累与生态协同深化，RISC-V 有望在未来 3-5 年，成为嵌入式领域与 ARM 并立的 “主流选项”。这场始于开源的技术革命，正在重塑嵌入式产业的竞争格局 —— 而中国力量，正站在这一进程的核心位置。

审核编辑 黄宇