單片機(jī)二十年:差距依然明顯
今年恰逢全國(guó)性單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)學(xué)術(shù)組織暨大型學(xué)術(shù)交流活動(dòng)20周年紀(jì)念,也標(biāo)志著中國(guó)嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)性研究走過(guò)了20個(gè)年頭,在這20年的歷程中,中國(guó)單片機(jī)行業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,從80年代普及階段到90年代的廣泛應(yīng)用階段,再到21世紀(jì)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用階段。在全國(guó)第七屆嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)學(xué)術(shù)交流暨多國(guó)產(chǎn)品展示會(huì)上,記者就單片機(jī)二十年主題采訪了幾位參會(huì)專(zhuān)家。
中國(guó)科學(xué)院沈續(xù)榜院士是嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的資深專(zhuān)家,沈老介紹微電子技術(shù)的進(jìn)步催生了嵌入式系統(tǒng),芯片技術(shù)的發(fā)展是單片機(jī)誕生與發(fā)展的基礎(chǔ)。單片機(jī)從70年代末期開(kāi)始在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)并推廣普及已經(jīng)30年了,雖然目前單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的研究在國(guó)內(nèi)已經(jīng)很廣泛,但我們與國(guó)際先進(jìn)水平還是存在著不小的差距。單片機(jī)在國(guó)內(nèi)的研究一直停留在應(yīng)用階段,在上世紀(jì)90年代之前國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有重視芯片設(shè)計(jì),這造成我們雖然圍繞著單片機(jī)開(kāi)展了一系列的應(yīng)用但始終是跟著別人的腳步在摸索,我們目前大部分的工作還是停留在對(duì)別人的芯片進(jìn)行深層次的開(kāi)發(fā),幾乎是言必提及國(guó)外。
隨著SoC等技術(shù)的興起,軟件在芯片中的作用越來(lái)越突出,但軟件依然是以硬件為基礎(chǔ)的,開(kāi)發(fā)軟件離不開(kāi)對(duì)硬件的支持和了解。目前我國(guó)致力于發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)是必要的,但我們不能忽視硬件對(duì)軟件的支持作用,沒(méi)有Intel的支持微軟也很難走到今天這么大,同樣如果我們的嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)沒(méi)有國(guó)內(nèi)的硬件基礎(chǔ)支持,依然擺脫不了國(guó)外無(wú)形的控制之手。目前在芯片領(lǐng)域我們是越基礎(chǔ)的東西反而越薄弱,差距越大。隨著整個(gè)世界的電子化,特別是國(guó)防技術(shù)的電子化,越來(lái)越多的嵌入式技術(shù)應(yīng)用到國(guó)防航天等國(guó)家重要的領(lǐng)域,在這些領(lǐng)域我們必須要有自己的產(chǎn)品。而目前我們的芯片水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,這直接影響了我國(guó)各重要領(lǐng)域電子技術(shù)的應(yīng)用水平。
微機(jī)專(zhuān)委的嵌入式資深專(zhuān)家梁合慶認(rèn)為從最早的Intel提出嵌入式的概念開(kāi)始,嵌入式系統(tǒng)可以這樣定義:嵌入于宿主設(shè)備以輔助宿主設(shè)備高質(zhì)量完成其功能小巧而廉價(jià)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它可以是自成完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的微控制器(單片機(jī))或是由微處理為主構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代中期,因使用ASIC實(shí)現(xiàn)芯片組受到啟發(fā),萌生應(yīng)該將完整計(jì)算機(jī)所有不同的功能塊一次直接集成于一顆硅片上的想法。這種芯片叫System on Chip(SoC),中文名是系統(tǒng)級(jí)芯片。無(wú)論從功能、工藝和應(yīng)用技術(shù)上,SoC都是站在高的起點(diǎn)上,對(duì)復(fù)雜功能的VLSI級(jí)IP核,使用重用技術(shù)。由于使用的是VLSI級(jí)的IP核為部件,設(shè)計(jì)重用的效率非常高。目前當(dāng)國(guó)內(nèi)開(kāi)始大量研究SoC之時(shí),國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始普及SiP(System in Package)——系統(tǒng)級(jí)封裝。嵌入式系統(tǒng)和單片機(jī)在國(guó)內(nèi)發(fā)展的20多年時(shí)間里,單片機(jī)已經(jīng)從一個(gè)概念變成實(shí)實(shí)在在廣泛應(yīng)用的技術(shù),我們的腳步也正在加快追趕國(guó)際先進(jìn)技術(shù)。不過(guò)從實(shí)際應(yīng)用情況看,我們?cè)诶碚撗芯繉用嫔系牟罹嘣诳s小,但在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中的差距還很明顯,特別是提到單片機(jī)還是原來(lái)Intel的那一系列體系應(yīng)用為主導(dǎo),很難看到國(guó)內(nèi)自己的成果,這表明我們?cè)谇度胧较到y(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域還有很長(zhǎng)的路要走。
與兩位技術(shù)專(zhuān)家的角度略有不同,周立功單片機(jī)的總經(jīng)理周立功教授可以說(shuō)一直走在與市場(chǎng)接觸的前沿,他從自己創(chuàng)業(yè)與做科研的角度談了對(duì)中國(guó)單片機(jī)這20年來(lái)發(fā)展的感觸。周總認(rèn)為自己的一生是與單片機(jī)為伴的歷程,自己的成長(zhǎng)是與中國(guó)單片機(jī)技術(shù)發(fā)展同步的。早在1981年周總就自己設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了自己的第一個(gè)產(chǎn)品——嵌入式仿真平臺(tái),正是在這個(gè)成功讓周總從此走上了與單片機(jī)結(jié)緣的道路。在20多年前,國(guó)內(nèi)關(guān)于單片機(jī)的資料實(shí)在少之又少,幾乎只有少數(shù)的英文資料可以查詢(xún),因此早期的單片機(jī)研究可以說(shuō)都是自己一點(diǎn)一滴在試驗(yàn)中摸索出來(lái)的。隨著單片機(jī)全國(guó)性學(xué)術(shù)組織的出現(xiàn),掀起了全國(guó)性的單片機(jī)研究和推廣的高潮,也讓他自己有機(jī)會(huì)獲得各位老前輩的悉心指導(dǎo),給自己的研究和學(xué)習(xí)帶來(lái)了極大的幫助。這些年來(lái),國(guó)內(nèi)的單片機(jī)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展,僅以周立功單片機(jī)公司為例,公司已經(jīng)累計(jì)銷(xiāo)售出了1000萬(wàn)個(gè)芯片,這在一個(gè)側(cè)面反映了我國(guó)單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的成就。不過(guò)周總也談到我們目前還有很長(zhǎng)的路要走,沈院士明確指出我們要在芯片領(lǐng)域大做文章,周總認(rèn)為在應(yīng)用創(chuàng)新上我們同樣需要改變傳統(tǒng)的觀念。對(duì)于單片機(jī)領(lǐng)域來(lái)說(shuō),原始創(chuàng)新很困難,特別是基礎(chǔ)硬件部分的創(chuàng)新對(duì)于國(guó)家來(lái)說(shuō)需要花很大的精力,對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)應(yīng)該明白創(chuàng)新是無(wú)處不在的,商業(yè)模式和應(yīng)用的創(chuàng)新同樣是單片機(jī)領(lǐng)域的值得我們借鑒的。德國(guó)沒(méi)有自己的處理器但同樣可以成為世界強(qiáng)國(guó),就是以應(yīng)用和商業(yè)模式創(chuàng)新取勝,可惜我們的許多企業(yè)并沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)。因此,對(duì)于從事單片機(jī)領(lǐng)域的企業(yè)來(lái)說(shuō),最重要的就是構(gòu)造和完善單片機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)并力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用利潤(rùn)的最大化,這是當(dāng)前企業(yè)發(fā)展壯大和產(chǎn)業(yè)積累資金的最佳途徑。
評(píng)論