单片机二十年：差距依然明显

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      今年恰逢全国性单片机与嵌入式系统学术组织暨大型学术交流活动20周年纪念，也标志着中国嵌入式系统与单片机技术的系统性研究走过了20个年头，在这20年的历程中，中国单片机行业取得了长足的进步，从80年代普及阶段到90年代的广泛应用阶段，再到21世纪的嵌入式系统开发应用阶段。在全国第七届嵌入式系统与单片机学术交流暨多国产品展示会上，记者就单片机二十年主题采访了几位参会专家。

　　中国科学院沈续榜院士是嵌入式系统领域的资深专家，沈老介绍微电子技术的进步催生了嵌入式系统，芯片技术的发展是单片机诞生与发展的基础。单片机从70年代末期开始在国内出现并推广普及已经30年了，虽然目前单片机和嵌入式系统的研究在国内已经很广泛，但我们与国际先进水平还是存在着不小的差距。单片机在国内的研究一直停留在应用阶段，在上世纪90年代之前国内一直没有重视芯片设计，这造成我们虽然围绕着单片机开展了一系列的应用但始终是跟着别人的脚步在摸索，我们目前大部分的工作还是停留在对别人的芯片进行深层次的开发，几乎是言必提及国外。

　　随着SoC等技术的兴起，软件在芯片中的作用越来越突出，但软件依然是以硬件为基础的，开发软件离不开对硬件的支持和了解。目前我国致力于发展软件产业是必要的，但我们不能忽视硬件对软件的支持作用，没有Intel的支持微软也很难走到今天这么大，同样如果我们的嵌入式软件产业没有国内的硬件基础支持，依然摆脱不了国外无形的控制之手。目前在芯片领域我们是越基础的东西反而越薄弱，差距越大。随着整个世界的电子化，特别是国防技术的电子化，越来越多的嵌入式技术应用到国防航天等国家重要的领域，在这些领域我们必须要有自己的产品。而目前我们的芯片水平还远远无法达到国际先进水平，这直接影响了我国各重要领域电子技术的应用水平。

　　微机专委的嵌入式资深专家梁合庆认为从最早的Intel提出嵌入式的概念开始，嵌入式系统可以这样定义：嵌入于宿主设备以辅助宿主设备高质量完成其功能小巧而廉价的计算机系统。它可以是自成完整计算机系统的微控制器（单片机）或是由微处理为主构成的计算机系统。20世纪90年代中期，因使用ASIC实现芯片组受到启发，萌生应该将完整计算机所有不同的功能块一次直接集成于一颗硅片上的想法。这种芯片叫System on Chip(SoC)，中文名是系统级芯片。无论从功能、工艺和应用技术上，SoC都是站在高的起点上，对复杂功能的VLSI级IP核，使用重用技术。由于使用的是VLSI级的IP核为部件，设计重用的效率非常高。目前当国内开始大量研究SoC之时，国外已经开始普及SiP（System in Package）——系统级封装。嵌入式系统和单片机在国内发展的20多年时间里，单片机已经从一个概念变成实实在在广泛应用的技术，我们的脚步也正在加快追赶国际先进技术。不过从实际应用情况看，我们在理论研究层面上的差距在缩小，但在实际应用领域中的差距还很明显，特别是提到单片机还是原来Intel的那一系列体系应用为主导，很难看到国内自己的成果，这表明我们在嵌入式系统技术领域还有很长的路要走。

　　与两位技术专家的角度略有不同，周立功单片机的总经理周立功教授可以说一直走在与市场接触的前沿，他从自己创业与做科研的角度谈了对中国单片机这20年来发展的感触。周总认为自己的一生是与单片机为伴的历程，自己的成长是与中国单片机技术发展同步的。早在1981年周总就自己设计开发了自己的第一个产品——嵌入式仿真平台，正是在这个成功让周总从此走上了与单片机结缘的道路。在20多年前，国内关于单片机的资料实在少之又少，几乎只有少数的英文资料可以查询，因此早期的单片机研究可以说都是自己一点一滴在试验中摸索出来的。随着单片机全国性学术组织的出现，掀起了全国性的单片机研究和推广的高潮，也让他自己有机会获得各位老前辈的悉心指导，给自己的研究和学习带来了极大的帮助。这些年来，国内的单片机市场蓬勃发展，仅以周立功单片机公司为例，公司已经累计销售出了1000万个芯片，这在一个侧面反映了我国单片机与嵌入式系统领域的成就。不过周总也谈到我们目前还有很长的路要走，沈院士明确指出我们要在芯片领域大做文章，周总认为在应用创新上我们同样需要改变传统的观念。对于单片机领域来说，原始创新很困难，特别是基础硬件部分的创新对于国家来说需要花很大的精力，对于企业来说应该明白创新是无处不在的，商业模式和应用的创新同样是单片机领域的值得我们借鉴的。德国没有自己的处理器但同样可以成为世界强国，就是以应用和商业模式创新取胜，可惜我们的许多企业并没有意识到这一点。因此，对于从事单片机领域的企业来说，最重要的就是构造和完善单片机产业链的各个环节并力争实现技术应用利润的最大化，这是当前企业发展壮大和产业积累资金的最佳途径。