1、智能仓储管理发展已成趋势
近几年制造环境的变化、电商的活跃发展和“宅”经济的加速催化，促使全国快递业务量呈现出爆发式增长，社会及消费个体对物流运输效率和服务水平提出了更高要求。在这样的背景下，物流业为了实现物流技术向信息化、网络化、数字化的调整升级，从物流管理的核心——仓储管理入手，融合应用物联网、大数据、计算机及网络等技术的智能仓储管理系统已得到初步发展应用。
华北工控：智能仓储管理系统框图
据华北工控了解，智能仓储管理系统主要由 *** 作系统及设备、远程数据采集处理系统、监控系统等组成。通过射频识别（RFID）、云计算、嵌入式计算机、传感器等关键技术设备与工业现场总线、蓝牙或无线通信模块的结合应用，实现仓储物流管理信息收集、通信和处理的同时，完成分拣AGV、机械臂等设备的集中分布控制等功能，从而对仓储设备进行实时的远程监测与控制，大幅提升仓储物流管理效率。
目前，发展智慧物流已然成为当代社会进步发展的关键一步。顺应发展大势，华北工控作为行业专用嵌入式计算机产品专业提供商，针对智能仓储管理也推出了系列高品质嵌入式计算机。
2、华北工控智能仓储管理系统产品方案
华北工控可提供基于英特尔、AMD、海思、瑞芯微、恩智浦、海光、飞腾（参数丨）、兆芯、龙芯等平台打造的嵌入式主板、嵌入式准系统/工业整机等产品等应用于智能仓储管理系统中。产品集成高效处理内核，具有超 强计算性能、超高稳定性和扩展性。
ATX-6993，是华北工控基于Intel 8/9代 Core i3/i5/i7/i9 LGA1151处理器打造的ATX主板。产品CPU集成图形控制，支持VGA+DVI+HDMI+DP 显示接口，支持更高端的图像处理与高清显示；提供丰富串口、USB、LAN、FAN、GPIO 、Line out/MIC in/Line in/CD in音频接口、PCIe扩展接口等I/O功能接口，支持多种外设接入；支持看门狗功能，适配Windows10,Linux *** 作系统，具有高稳定性和高扩展性。
EPC-202H，是华北工控基于Intel 4代i3/i5/i7 Core处理器打造的桌面型/壁挂式准系统。产品集成GPU，支持VGA+HDMI显示接口，支持高分辨率；提供双通道DIMM插槽，支持SATA高速存储；提供多个高性能千兆网口，具有灵活的网络应用环境；提供丰富串口、USB、GPIO等I/O功能接口，可满足多种外设接入需求；支持看门狗功能，适配Windows 10,Linux *** 作系统，被动散热结构；严格按照工业级标准打造，抗震、防尘、抗高温、耐低温、电磁兼容性良好。
当前，国内智慧物流行业正持续向好发展。华北工控以市场需求为导向，未来还将推出更多高品质、高性能的嵌入式计算机产品，加码智慧物流领域。
数字芯片是半导体行业里市场空间最大，技术壁垒最高的赛道。之前我们分析过的那些尖端设备和材料，主要都是为数字芯片打造的。
目前芯片设计这些赛道里，IGBT和模拟芯片领域都有IDM厂商，但数字芯片很少有做全产业链的，大家专注于自己的环节，分工合作。
这是因为IGBT和模拟芯片虽然技术和资金壁垒也很高，但生命周期长。数字芯片的发展却遵循摩尔定律，不但研发需要大量资金，晶圆代工需要大量资本购买设备，迭代又非常快。
等你把这一代产品全都配置好了，人家下一代产品又出来了，还得接着追，这就是数字芯片最难的地方。
数字芯片的工作原理简单来说就是通过晶体管控制电流的“开”和“关”，来表达数据信息的“1”和“0”，或者逻辑判断的“是”与“非”，所以数字电路也称开关电路或逻辑电路。
其组成主要就是工作在开关状态的晶体管，所以数字芯片的规模大小由其中的晶体管数量决定，摩尔定律说的也是每隔18个月晶体管数量增加一倍，因此晶体管数量对数字芯片性能起决定性作用。
数字芯片包含七种类别，分别是逻辑电路、通用处理器、存储器、单片系统SoC、微控制器MCU、定制电路ASIC和可编程逻辑器件。将来我们会对其中主要类别进行逐个分析。
简单的逻辑电路通常由门电路构成，基本是由与门、或门和非门电路排列组合而成，这些系列的电路也称为组合逻辑电路。
数量庞大的逻辑电路芯片经过不同的排列组合，理论上可以处理非常复杂的控制和运算问题。
但当下的芯片集成度很高，许多自成系统的逻辑电路可以集成在芯片内部，一个芯片就可以实现复杂的功能，也就没人愿意用大量小芯片去实现一个大系统。
所以目前逻辑电路芯片仅用于小型电子产品中，以及在大系统的通用大芯片之间的连接电路上。
通用处理器一般指服务器用和桌面计算用的CPU芯片，也包括GPU、DSP、APU等。
它是规模最大、结构最复杂的一类数字电路芯片，由海量逻辑电路组成，包含了控制、存储、运算、输入输出等完整的数据和信息处理系统，这次我们先分析CPU这一细分领域。
01 什么是CPU
CPU也叫中央处理器，是计算机的运算和控制中心，主要功能是完成计算机指令的执行和数据处理，因此CPU与内部存储器、输入输出设备被认为是计算机三大核心部件。
控制单元是CPU的控制中心，当下达指令时，控制单元负责将存储器中的数据发送至运算单元并将运算后的结果存回存储器中。
运算单元负责执行控制单元的命令，进行算术运算和逻辑运算。
存储单元是CPU中数据暂时存储的位置，其中寄存有待处理或者处理完的数据。寄存器相比内存可以减少CPU访问数据的时间，也可以减少CPU访问内存的次数，有助于提高CPU的工作速度。
按照处理信息的字长，CPU可分为四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等，后续还在不断拓展。
CPU作为集成电路的一部分，现在全球集成电路市场受益于5G、可穿戴设备和云服务等应用领域发展，依旧在稳步增长。
中国是全球最大的集成电路市场，增速也是全球最快，2012-2020年九年间集成电路产业市场规模复合增长率达到1681%。
集成电路进出口市场上，我国存在较大逆差，而且逆差还在拉大，国产化替代空间广阔。
CPU的下游市场涵盖服务器、桌面端、移动 PC端、智能手机以及物联网、人工智能、 汽车 电子、智能穿戴等新兴应用领域。
目前桌面端和移动PC端发展平缓，服务器受益于云化趋势增速较快，智能手机受益于5G换机潮迎来一波周期性机会，行业中长期发展还得看那些新兴领域，但新兴领域并不完全是CPU的增量市场，比如新能源 汽车 。
目前全球新能源 汽车 销量持续增长， 汽车 三化（电动化、智能化、共享化）势不可挡，电子成本占总成本的比率逐步提升，发展空间很大，2021年全球 汽车 芯片市场规模预计可达到440亿美元。
按应用场景划分，车用计算芯片可以划分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片、车身控制芯片。
由于单纯一个的CPU已经无法满足智能 汽车 的算力要求，将CPU与GPU、FPGA、ASIC等通用或专用芯片异构融合的SoC方案成了各大AI芯片厂商算力竞争的主赛道。
不仅智能 汽车 ，在物联网和人工智能等领域，传统CPU也出现了不能适应市场要求的情况。
随着物联网设备灵活性要求日益提高，芯片向低功耗、高性能方向发展，MCU和SoC脱颖而出。
人工智能常用的AI芯片通常是针对人工智能算法做了特定加速设计的芯片，如GPU、FPGA、ASIC和神经拟态芯片。
虽然深度学习算法上CPU不如AI芯片，但做大规模推理，CPU比较有优势，再加上CPU优势领域的市场空间广阔，应用场景丰富，国内 科技 企业持续研发国产CPU依然势在必行。
目前CPU主要市场份额仍在海外企业手中。随着国内技术进步，国内CPU也在变得更好用，再加上政策持续加码，国产替代确定性较高。
02 CPU芯片架构
芯片架构也叫指令集架构，简单来说就是芯片的执行流程，不同指令集架构的芯片就是执行步骤的不同。
目前CPU指令集架构主要分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两大类。
复杂指令集支持的指令更多，每种运算都有自己的完整指令。由于只有少部分指令会反复使用，精简指令集就是对其进行精简，不用每种运算都有完整指令。
复杂指令集更适用于运算复杂的电脑CPU，精简指令集更适用于运算要求较低，功耗也较低的手机CPU。
在这两种指令集基础上又产生了不同的架构，也就是在指令集基础上实现对CPU内的控制单元、运算单元、存储单元等部件的一系列完整设计和安排。
03 X86架构
CISC的架构主要就是X86架构，目前Intel和AMD两家独大。
Intel和Windows组成了“Wintel”联盟，击败了苹果、IBM、摩托罗拉的Power联盟，垄断桌面市场长达20多年。直到目前，服务器、桌面和移动PC主要使用的还是X86架构处理器，Intel依然占据大部分市场。
后来随着AMD第二代Epyc处理器“罗马”问世，AMD服务器CPU市占率在短短两年内从1%增长到了8%。接着第三代Epyc处理器“米兰”发布，其服务器市场份额有望达到15%。
由于AMD服务器芯片性价比较高，又有台积电7nm制程技术加成，越来越多数据中心开始采购AMD的产品。
X86架构之所以覆盖范围这么广，除了起步早、性能高、兼容性好之外，还跟它生态完善有关，目前全球65%以上的软件开发商都为X86提供服务，你想自己设计一个架构，没有生态也就没有人使用。
现在X86架构在中国市场依然广阔，尤其是在服务器领域具有绝对优势，几乎占据全部服务器销量。其他非X86架构的服务器占比很小，主要都是ARM架构。
除了Intel和AMD双寡头以外，国内还有兆芯、海光和MPRC几家X86芯片商。目前X86架构的国产化替代还不太明显，兆芯2019年市占率仅01%。
04 ARM架构
RISC的架构有ARM、MIPS、Power PC、Alpha、RISC–V等。
如今超过90%的智能手机采用ARM架构，MIPS在嵌入式设备中应用广泛，而且随着性能提升，技术层面的融合，RISC架构也在不断向X86的应用领域渗透。
ARM架构由于具有成本低、功耗低、体积小、性能高等特点，非常适用移动通讯领域，在智能手机、调制解调器、车载信息设备、可穿戴设备等领域都占据绝对统治地位。
目前ARM架构是非X86架构中应用最广泛，发展最成熟的架构，市占率达到了432%。
ARM完整产品线包括微控制器、微处理器、圆形处理器、实现软件、单元库、嵌入式内存、高速连接产品、外设以及开发工具。
目前国内外主要ARM厂商有ARM、联发科、高通Qualcomm、苹果、三星电子，飞腾、华为鲲鹏、展讯SPREAD TRUM。
世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。
联发科是世界上最大的ARM手机芯片供应商，苹果、三星、高通等行业巨头均在最近几年使用ARM架构，逐步实现基于ARM的全生态链。
截至2021Q1，联发科和高通是最主要的手机CPU供应商，市场份额分别为35%和29%，同比分别增长11%和-2%。
苹果市占率为17%，三星降至9%，华为海思由于受到美国升级制裁的影响，市场份额快速下滑，降至5%。
服务器方面，非X86目前参与者包括华为、飞腾、高通、亚马逊等。
华为鲲鹏服务器是ARM服务器的重要参与者，据华为称，鲲鹏出货量已占据市场50%，未来有望发挥其在移动市场的优势，借力云端协同，抢占服务器市场更多份额。
在桌面PC市场，ARM正逐渐被更多企业应用，2011年微软开始采用ARM的Windows系统，ARM开始进入X86的传统优势领域，如今苹果MacOS、新版Windows等均采用了ARM架构。
此外，ARM在物联网、 汽车 等领域均有很大发展潜质。ARM在公共事业、智慧城市、资产管理等领域均提供了解决方案。
05 MIPS等架构
MIPS、Alpha、Power等架构已经不是市场主流应用，但在特定领域内仍在被使用。
MIPS架构是一种简洁、优化、具有高度扩展性的RISC架构，能够提供最高的每平方毫米性能和当今SoC设计中最低的能耗，已经在移动和嵌入式工业领域销售了近三十年，目前市占率9%。
MIPS多线程CPU已经广泛应用于不同领域，以及许多移动设备的LTE调制解调器中。
国内外主要MIPS芯片商主要有MIPS公司、Ikanos、龙芯中科、北京君正。不过MIPS公司两度易主后，新公司已经转向RISC-V。
龙芯和申威分别获得MIPS及Alpha永久授权发展自主指令集，我国企业成为了该架构应用产品研发和全球生态构建的单一力量，应用的也都是国家非常注重安全的领域。
Power架构在相关市场的占有率也不过1%左右，但在高性能计算领域一直拥有相当重要的地位，其一些技术特性甚至可与Intel一较高下，然而市场参与者基本只有IBM。
06 RISC-V架构
RISC–V是目前业内最被看好，最有机会弯道超车的新架构，具有完全开源、架构简单、易于移植，适用于各种设备、完整工具链， 运行效率高等特点。
这种架构目前接受度逐渐提高，有望成为继X86和ARM架构之后第三大主流指令集架构。
由于RISC-V基金会为非盈利会员制组织，所以RISC-V本身是免费的，自 RISC-V 基金会于 2015 年成立以来，RISC-V 生态系统经历了爆炸式增长，2020年成员增长率达到133%。
物联网的兴起为上游产业链提供新的成长潜力，由于RISC-V具备开源等特性，与物联网更灵活和多样的要求相吻合。
而且自中美贸易战以来，中国企业存在受制于美国不能升级架构的风险，随着RISC-V逐渐被接受，为我国芯片厂商通过RISC-V架构实现独立自主提供可行性。
Semico Research 预测，到 2025 年，市场将消耗 624 亿个 RISC-V CPU 内核，2018-2025 年复合年增长率为 1462%。其中工业领域将以使用超过167亿个内核遥遥领先。
市场研究公司Tractica也预测，RISC- V的IP和软件工具市场在2018年为5200万美元，到2025年时将增长至 11亿美元。
目前RISC-V发展时间较短，尚未一家独大，相关生态还在发展。
短期内ARM架构依然会占据中高端市场，RISC-V主要在一些碎片化的新兴市场展开应用，如物联网的轻终端场景。
这些场景需要低功耗低成本，但是往往程序不用大改、对软件生态的依赖性不高、出货量又很大，符合RISC-V阶段性的发展目标。
RISC-V允许任何厂商设计、制造和销售RISC-V芯片和软件，因此吸引了大批 科技 公司入场。
GreenWaves、IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、华为、晶心 科技 、芯源股份、芯来 科技 、阿里平头哥、中天微、Red Hat 与特斯拉等100 多家 科技 公司加入其阵营。
07 国产CPU自主可控程度
国产CPU经历了将近20年的发展，也产生了一批有实力的企业，如前面提到的中科龙芯、天津飞腾、海光信息、上海申威、上海兆芯等。
这其中申威和龙芯自主可控程度最高。上海申威主要从事Alpha架构的研发，它是目前创新可信度最高的国产CPU厂商，基本实现完全自主可控，主供党政办公、军方和超算领域。
其次是飞腾和华为鲲鹏（海思）为代表的ARM架构国产厂商。ARM架构需要有ARM公司授权，主要有三种授权等级：使用层级授权、内核层级授权和架构/指令集层级授权。
其中指令集层级授权等级最高，企业可以对ARM指令集进行改造以实现自行设计处理器，目前海思、飞腾已经获得ARMV8永久授权。
如果他们基于V8授权发展出自己的指令集，其创新可信程度将显著提升，即使未来拿不到V9V10等新架构授权，依然可以维持先进性。
最后是海光和兆芯为代表的X86厂商，仅获得内核层级的授权，未来扩充指令集形成自主可控指令集难度较大。
1、中标麒麟 *** 作系统：中标麒麟Linux桌面软件是上海中标软件有限公司发布的面向桌面应用的 *** 作系统产品。中标麒麟开发了与windows *** 作系统非常接近的图形化桌面。习惯使用windows *** 作系统的用户，只需做简单的适应性学习即可在该图形化桌面下完成软件安装、文档编辑、浏览网页、播放视频音频等 *** 作。优点：为windows用户迁移到该 *** 作系统提供了方便，使用户能够迅速掌握新系统，可节省大量人员培训成本。
缺点：与其他软件兼容性差，响应速度慢。与服务器兼容欠佳，系统运行时，高级别进程在执行低级别文件后会降低级别，而低完整级进程不可能通过执行文件提升自己的权限。
2、银河麒麟 *** 作系统：银河麒麟（Kylin）是由国防科技大学研制的开源服务器 *** 作系统。此 *** 作系统是863计划重大攻关科研项目，目标是打破国外 *** 作系统的垄断，研发一套中国自主知识产权的服务器 *** 作系统。
优点：银河麒麟 *** 作系统具有性能领先、生态丰富、体验提升、云端赋能、融入移动、内生安全等优点。
缺点：在其稳定性、性能和标准化这方面，还有进一步提升空间。
3、云针 *** 作系统（CloudNeedle OS）：分为服务器 *** 作系统、桌面 *** 作系统、移动 *** 作系统、物联网 *** 作系统四个版本，该 *** 作系统适用于各种智能终端，是一款能够把各大 *** 作系统的软硬件生态完全兼容和直容的新型革新纯国产无国界 *** 作系统。其研发公司云针科技系列产品主要包括以云针 *** 作系统为核心的软件产品，与合作开发生产嵌入该 *** 作系统的服务器、消费终端（电脑、电视、平板、手机、智慧盒）、物联网终端等硬件产品，及虚拟化应用服务，可见生态集群极其丰富。
优点：一个内核就将服务器终端到消费终端、物联网终端全面打通的全新 *** 作系统；从办公到娱乐，同时兼容直容安卓应用和windows应用，独具特色的丰富应用生态，相应速度更快，更安全可靠，并革新了美国软件生态的下载、卸载、安装等复杂的 *** 作过程，更加高效，便捷。同时，完全直容和兼容目前国际国内市场上大部分算力终端设备（含芯片）及软件，完美打通“云－边－端”，真正实现了生态、生活、生产算力的全方位归集与精准调度运营。
缺点：由于是初上市的全新纯国产无国界 *** 作系统，还不被大多数人所熟知，需进一步打进消费者市场，让更多人发现。
4、深度Linux(Deepin)Deepin：原名Linux Deepin，于2014年4月更名为Deepin，常被称为“深度 Linux”，是一个致力于为全球用户提供美观易用，安全可靠的Linux 发行版。它不仅仅对最优秀的开源产品进行集成和配置，还开发了基于 HTML5 技术的全新桌面环境、系统设置中心、以及音乐播放器，视频播放器，软件中心等一系列面向日常使用的应用软件。
优点：Deepin 简单易用，桌面美观，能够很好的代替Windows系统进行工作与娱乐，深受用户好评。
缺点：性能优化不足，软件难兼容，应用生态不健全等一系列问题仍旧需要不断完善。
5、UOS统一 *** 作系统：统一 *** 作系统筹备组是由多家国内 *** 作系统核心企业自愿发起，成员包括中兴新支点、中国电子集团(CEC)、武汉深之度科技有限公司、南京诚迈科技。2019年7月，筹备组联合技术研发团队正式成立，并在广州、武汉、南京、北京等地组织了数百人的研发团队开始研发工作。
优点：UOS采用开源共创社区研发模式，鼓励上下游产业链厂商和技术人员参与研发工作贡献代码，共同打造符合行业用户需求的安全、易用、稳定的 *** 作系统产品。今年内将发布UOS的第一个版本，实现不同的CPU平台上统一发布渠道，统一应用商店、统一交互体验、统一内核版本、统一文档和开发接口。
缺点：但对于普通用户来说，缺点也很明显，缺少日常软件、游戏的生态环境极大地阻碍了系统在消费市场的发展。
6、华为鸿蒙系统（HarmonyOS）：鸿蒙OS是华为公司开发的一款基于微内核、耗时10年、4000多名研发人员投入开发、面向5G物联网、面向全场景的分布式 *** 作系统。鸿蒙的英文名是HarmonyOS，意为和谐。 基于AOSP的一款 *** 作系统，华为基于安卓生态开发的应用能够平稳迁移到鸿蒙OS上做好衔接——将相关系统及应用迁移到鸿蒙OS上，差不多两天就可以完成迁移及部署。
优点：这个新的 *** 作系统将打通手机、电脑、平板、电视，并且该系统是面向下一代技术而设计的，能兼容全部安卓应用的所有Web应用。若安卓应用重新编译，在鸿蒙OS上，运行性能提升超过60%。鸿蒙OS架构中的内核会把之前的Linux内核、鸿蒙OS微内核与LiteOS合并为一个鸿蒙OS微内核。创造一个超级虚拟终端互联的世界，将人、设备、场景有机联系在一起。同时由于鸿蒙系统微内核的代码量只有Linux宏内核的千分之一，其受攻击几率也大幅降低。
缺点：虽然鸿蒙系统可以兼容安卓应用，基于AOSP，但不是真正完全适配的软件，使用起来总是有些不稳定，其系统框架下的APP应用数量太少，局限性强，使其饱受诟病，鸿蒙OS基于Android系统的常用应用，也同时受谷歌的框架服务GMS制约，出国使用不了，导致核心技术始终受制于人的局面。
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