單片機(jī)二十年：差距依然明顯

　　今年恰逢全國性單片機(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20周年紀(jì)念，也標(biāo)志著中國嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)性研究走過了20個年頭，在這20年的歷程中，中國單片機(jī)行業(yè)取得了長足的進(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)開發(fā)應(yīng)用階段。在全國第七屆嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)學(xué)術(shù)交流暨多國產(chǎn)品展示會上，記者就單片機(jī)二十年主題采訪了幾位參會專家。

　　中國科學(xué)院沈續(xù)榜院士是嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的資深專家，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年代末期開始在國內(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)的研究在國內(nèi)已經(jīng)很廣泛，但我們與國際先進(jìn)水平還是存在著不小的差距。單片機(jī)在國內(nèi)的研究一直停留在應(yīng)用階段，在上世紀(jì)90年代之前國內(nèi)一直沒有重視芯片設(shè)計，這造成我們雖然圍繞著單片機(jī)開展了一系列的應(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別人的芯片進(jìn)行深層次的開發(fā)，幾乎是言必提及國外。

　　隨著SoC等技術(shù)的興起，軟件在芯片中的作用越來越突出，但軟件依然是以硬件為基礎(chǔ)的，開發(fā)軟件離不開對硬件的支持和了解。目前我國致力于發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)是必要的，但我們不能忽視硬件對軟件的支持作用，沒有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)沒有國內(nèi)的硬件基礎(chǔ)支持，依然擺脫不了國外無形的控制之手。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。隨著整個世界的電子化，特別是國防技術(shù)的電子化，越來越多的嵌入式技術(shù)應(yīng)用到國防航天等國家重要的領(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)無法達(dá)到國際先進(jìn)水平，這直接影響了我國各重要領(lǐng)域電子技術(shù)的應(yīng)用水平。

　　微機(jī)專委的嵌入式資深專家梁合慶認(rèn)為從最早的Intel提出嵌入式的概念開始，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的計算機(jī)系統(tǒng)。它可以是自成完整計算機(jī)系統(tǒng)的微控制器（單片機(jī)）或是由微處理為主構(gòu)成的計算機(jī)系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代中期，因使用ASIC實現(xiàn)芯片組受到啟發(fā)，萌生應(yīng)該將完整計算機(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)級芯片。無論從功能、工藝和應(yīng)用技術(shù)上，SoC都是站在高的起點上，對復(fù)雜功能的VLSI級IP核，使用重用技術(shù)。由于使用的是VLSI級的IP核為部件，設(shè)計重用的效率非常高。目前當(dāng)國內(nèi)開始大量研究SoC之時，國外已經(jīng)開始普及SiP（System in Package）——系統(tǒng)級封裝。嵌入式系統(tǒng)和單片機(jī)在國內(nèi)發(fā)展的20多年時間里，單片機(jī)已經(jīng)從一個概念變成實實在在廣泛應(yīng)用的技術(shù)，我們的腳步也正在加快追趕國際先進(jìn)技術(shù)。不過從實際應(yīng)用情況看，我們在理論研究層面上的差距在縮小，但在實際應(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Intel的那一系列體系應(yīng)用為主導(dǎo)，很難看到國內(nèi)自己的成果，這表明我們在嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域還有很長的路要走。

　　與兩位技術(shù)專家的角度略有不同，周立功單片機(jī)的總經(jīng)理周立功教授可以說一直走在與市場接觸的前沿，他從自己創(chuàng)業(yè)與做科研的角度談了對中國單片機(jī)這20年來發(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，自己的成長是與中國單片機(jī)技術(shù)發(fā)展同步的。早在1981年周總就自己設(shè)計開發(fā)了自己的第一個產(chǎn)品——嵌入式仿真平臺，正是在這個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，國內(nèi)關(guān)于單片機(jī)的資料實在少之又少，幾乎只有少數(shù)的英文資料可以查詢，因此早期的單片機(jī)研究可以說都是自己一點一滴在試驗中摸索出來的。隨著單片機(jī)全國性學(xué)術(shù)組織的出現(xiàn)，掀起了全國性的單片機(jī)研究和推廣的高潮，也讓他自己有機(jī)會獲得各位老前輩的悉心指導(dǎo)，給自己的研究和學(xué)習(xí)帶來了極大的幫助。這些年來，國內(nèi)的單片機(jī)市場蓬勃發(fā)展，僅以周立功單片機(jī)公司為例，公司已經(jīng)累計銷售出了1000萬個芯片，這在一個側(cè)面反映了我國單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的成就。不過周總也談到我們目前還有很長的路要走，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。對于單片機(jī)領(lǐng)域來說，原始創(chuàng)新很困難，特別是基礎(chǔ)硬件部分的創(chuàng)新對于國家來說需要花很大的精力，對于企業(yè)來說應(yīng)該明白創(chuàng)新是無處不在的，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。德國沒有自己的處理器但同樣可以成為世界強(qiáng)國，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)并沒有意識到這一點。因此，對于從事單片機(jī)領(lǐng)域的企業(yè)來說，最重要的就是構(gòu)造和完善單片機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)并力爭實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用利潤的最大化，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。