物聯網概念誕生后，出現了一個外人難以理解的“怪現象”：幾乎一夜之間，高校中便有了幾十個物聯網專業，原有的嵌入式系統實驗室、單片機實驗室改成了物聯網實驗室，多年不變的智能家居變成了物聯網家居。內行人則清楚地認識到，這不過是嵌入式系統的華麗轉身。
1 嵌入式系統的歷史誤會
PC機誕生后，微型計算機領域中出現了數值計算與嵌入式控制兩種應用要求。計算機界為了區別兩種不同應用要求的計算機，將用于數值計算的桌面計算機稱為通用計算機系統；將滿足嵌入式控制應用要求的控制型計算機稱為嵌入式計算機系統，簡稱嵌入式系統。后來，由于微型計算機無法滿足嵌入式控制要求，便中止了嵌入式計算機系統的探索。
與此同時，人們發現，早在PC機誕生前，在微處理器的基礎上就已經誕生了專門滿足嵌入式控制應用要求的微控制器，并開始了長達20年的單片機時代，從而造成早期嵌入式系統與單片機的歷史誤會。到了20世紀末，大量計算機界人士進入嵌入式控制領域，將實現嵌入式控制應用的微控制器稱作“嵌入式系統”，從而形成了如今微控制器應用中，“單片機”與“嵌入式系統”概念并存的局面。
1.1 微處理器不可兼容的兩大任務
大約在1940～1942年間，在導彈研制的過程中，急需一種能迅速計算與控制的工具，以便對導彈的飛行軌跡進行控制，在它偏離人所預測的軌道時，把它拉回到軌道上來。這樣就產生了要在0.1s或0.01s內計算出導彈運行軌跡與預定軌道的偏差，并進行控制的電子計算機。由此，人們給計算機賦予數值計算與嵌人式控制應用的雙重任務。
微處理器誕生后，微處理器基礎上的現代計算機有了足夠的數值計算能力和對對象系統快捷的實時控制能力。但隨后人們發現“數值計算”與“對象系統實時控制”是兩個無法兼容的技術發展道路與應用環境。前者要求有一個具有高速海量數值計算能力的通用計算機系統，后者則要求有一個可以嵌入到對象體系中與對象體系緊耦合、實現對象系統實時控制的高可靠的嵌入式計算機系統。
1.2 單片機的獨立發展道路
由于歷史的誤會，早在PC機誕生前，便開始了微處理器基礎之上嵌入式應用的單片機道路探索，并取得成功；PC機誕生后，又開始了微型機的嵌入式應用探索，卻遭遇失敗。由此證明，微處理器基礎上的嵌入式應用必須走單片微控制器(單片機)的獨立發展道路。
單片微控制器的獨立發展道路始于1974年誕生的第2代微處理器8088。最初，8080是代替電子邏輯電路器件用于各種應用電路和設備上，帶有原始的嵌入式應用印記。其后出現了一批嵌入式應用的單片機’，其中最典型的是1976年Intel公司推出的MCS-48單片機。1980年，在MCS-48單片機的基礎上完善的MCS-51單片機成為微控制器的經典體系結構。其后便開始了2O年單片機的獨立發展道路。
嵌入式應用必須走單片機的獨立發展道路，是因為微處理無法同時承擔數值計算與嵌入式控制應用兩大任務，致使微處理器出現兩大分支。通用處理器基礎上的計算機從事數值計算，嵌入式處理器基礎上的單片機從事嵌入式應用。
單片機的獨立發展道路不僅表現為單芯片的應用，更重要的是忠實于嵌入式應用要求的全新體系結構探索。例如MCS-51單片機經典體系結構中，突出控制要求的指令系統、能滿足外部擴展的I/O端口與完善的串行／并行總線；哈佛結構中，不受病毒侵擾的只讀程序存儲器，以及滿足外圍電路不斷擴展要求的特殊功能寄存器(SFR)統一調度模式。有些不了解單片機的微控制器本質的人曾一度將單片機稱為單片微型計算機(Sigle Chip Micro—computer，scM)，后來單片機才正名為微控制器(Micro—Controller Unit，M CU)。
1.3 從單片機到嵌入式系統
1976年誕生的MCS-48系列單片機，以及1980年在MCS-48單片機基礎上完善而成的MCS-51系列單片機，是專門為嵌入式應用要求設計，具有全新體系結構的微控制器。由此開始了電子技術領域2O年的單片機獨立發展道路。
2O世紀末，隨著后PC時代的到來，大量計算機界人士進入到單片機領域，并以計算機工程方法迅速提升了單片機的應用水平。計算機學科與微電子學科、電子技術學科的交叉融合，突出了單片機的嵌入式應用特征，將微控制器的應用從單片機時代推入嵌入式系統應用時代。
2 微控制器的三個基本特點
從單片機與嵌入式系統的歷史誤會和曲折的發展歷史中，可以看到一個集單片、嵌入、物聯三個基本特點于一身的微控制器。在微控制器3O年的發展歷程中，人們從不同角度來詮釋微控制器的時代特征，于是便有了早期的單片機時代、如今的嵌入式系統時代，以及正在進入的物聯網時代。無論哪個時代，單片、嵌入、物聯都是微控制器不可分離的基本特點，具體表現為單芯片的應用形態、嵌入式的應用環境、物聯的應用本質。
2.1 單芯片應用形態
單芯片應用形態表明，微處理器的嵌入式應用必須走單芯片控制器的發展道路。微型機嵌入式應用探索失是一個最好的證明。走單片機道路不只是滿足體積、價位的需求，更重要的是，要以單芯片形態創造出全新的微控制器體系結構。最好的例證是MCS-48與MC680l兩種單片機的道路探索。MCS-48采用了全新的控制器體系
結構、突出控制的指令系統與全新的電路系統設計，獲得成功；MC6801則是MC6800微型機刪減后的單片化改造，遭遇失敗。在MCS-48單片機初步取得成功后，迅速完善成MCS-51單片微控制器。MCS-51單片微控制器成為微控制器經典結構體系，并延續至今，創造了3O年不衰的記錄。
2.2 嵌入式應用環境
單片微控制器誕生，從根本上解決了嵌入式應用中體積、價位、可靠性、控制能力、與對象系統緊耦合的一系列技術難題。
單片微控制器的微小體積與價位，最大限度地滿足了空間環境要求與市場要求；固化的只讀程序存儲器、突控制功能的指令系統與體系結構，滿足了對象控制的可靠性要求。因此，單片微控制器誕生后，迅速取代經典電子系統，嵌入到對象體系(如家用電器、智能儀器、T控單元等)中實現對象體系的智能化控制。隨著微控制器外同電路、接口技術的不斷擴展，出現了一個個IT產品的公共平臺，衍生出眾多的IT產品，如手機、PDA、MP3、MP4、電子辭典、電子書、數碼伴侶等。這些產品沒有明確的嵌入對象，體現了微控制器的內嵌式應用，即它們內部一定嵌有一個微控制器。這樣一來，嵌入式應用的概念便從原來“嵌入”擴展到“內嵌”的全面嵌入式應用。
2.3 物聯應用本質
微控制器為物聯而生，物聯是微控制器與生俱來的本質特性。早在微處理器誕生時期，通用處理器與嵌入式處理器兩大分支的歷史性分工中，就賦予了嵌入式處理器的物聯使命。要實現導彈的飛行控制，就必須將微控制器嵌入到導彈中，與導彈的儀表系統、控制機構，甚至與控制中心計算機相連，完成飛行參數的感知，在快速運算決策后控制導彈的飛行姿態。
3 微控制器的三個時代變革
從1976年誕生MCS-48系列單片機算起，微控制器已有3O多年的歷史。3O多年的歷史進程中微控制器經歷了單片機與嵌入式系統兩個時代，如今又將進人物聯網時代。
單片機時代、嵌入式系統時代與物聯網時代，是微控制器的三個不同的變革時代。三個時代中不變的是微控制器的三個基本特點，變革的是不同學科介入后產生的巨大飛躍。
單片機的誕生，為電子技術領域提供了一個微控制器形態的歸一化智力內核，開始了傳統電子系統的智能化改造，開始了微控制器的單片機時代。后PC時代到來，大量計算機界人士進入單片機領域，電子技術與計算機技術相結合，大力提升了微控制器的嵌人式應用水平，將單片機時代推進到嵌入式系統時代。如今，借助微控制器的智慧物聯，將互聯網延伸到物理對象，使微控制器以嵌入式系統身份進入到大有作為的物聯網時代。
綜上所述，無論是單片機、嵌入式系統還是物聯網系統，都是在講述不同時代的同一類事件。在微控制器誕生后，經歷了2O年的單片機時代、10年的嵌入式系統時代，如今又進入到物聯網系統時代。微控制器的三個時代，展現了微控制器的三個不同歷史時期，體現了微控制器的不斷深化、不斷變革。在這三個歷史時期中，微控制器始終保持單片形態、嵌入式應用與物聯本質三個基本特點，形成了微控制器發展史上的兩次華麗轉身，即從單片機到嵌人式系統的華麗轉身，以及從嵌入式系統到物聯網的華麗轉身。
4 從單片機到嵌入式系統的華麗轉身
1974年，第2代微處理器8080誕生后，半導體產業領域中迅速掀起了一股單片微控制器的應用熱潮，出現了眾多型號的單片微控制器，為電子技術領域提供一個個智能化改造的智力內核。因此，單片微控制器誕生后，立即進入到電子技術領域。半導體廠家的技術支持，低廉的硬件成本與開發裝置，易被電子工程師掌握的匯編語言編程技術，很快便掀起了傳統電子系統智能化的改造熱潮。
傳統電子系統的智能化改造，是專業領域(如自動控制、儀器儀表、家用電器等)對象系統的智能化改造，是半導體廠家與對象系統領域電子工程師的合作應用模式。計算機界專業人士很難介入這種對象系統的智能化產品開發，形成了電子技術領域電子工程師單打獨斗的局面。這是一個2O年微控制器應用的緩慢發展期。計算機工程方法的欠缺，電子技術應用模式的局限性，嚴重制約了微控制器應用技術的發展。
正當單片機時代陷人困境時，計算機專業領域迎來了后PC時代。即以PC機為代表的微型計算機技 已進入到大企業(Intel公司和微軟公司)壟斷性的發展時代，群眾性的微型機科技時代已經結束。受日益高漲的微控器市場吸引，大批計算機專業人士進人微控制器領域。為了改變微控制器的電子工程技術應用的印記，將微控制器的單片機概念變更到嵌入式系統的概念上來。這不是一般概念上的簡易變更，而是體現了微控制器應用技術的變革，即從電子工程應用模式變更到計算機工程應用模式。這是微控制器應用從單片機時代到嵌入式系統時代的第一次華麗轉身。之所以稱為華麗轉身，是因為計算機學科介入后，引入的計算機高級語言、操作系統、集成開發環境、計算機工程方法，大大地提高了微控制器的應用水平，嵌入式系統成為了多學科的綜合應用領地。在高等學校中，開始有了嵌入式系統專業，探索嵌入式系統的學科建設。
5 從嵌入式系統到物聯網的華麗轉身
微控制器經歷了20年單片機的緩慢發展期后，在10年的嵌入式系統時代中有了突飛猛進的發展。從單機應用、分布式總線應用到局域網應用，微控制器芯片技術從數字集成、數模混合集成、軟件集成到大規模的SoC集成；與此同時，具有TCP／IP協議棧的內嵌式單元與方便外接的互聯網接口技術大量涌現。無論是嵌人式系統單機還是嵌入式系統的局域網，與互聯網、GPS的連接成為常態，從而將互聯網順利地延伸到物理對象，變革成物聯網。
物聯網時代，唯有嵌入式系統可以承擔起物聯網繁重的物聯任務。在物聯網應用中，首要任務是嵌人式系統物聯基礎上的物聯網系統建設。大量的物聯網系統開發任務與物聯網中嵌入式系統復合人才的培養，都要求嵌入式系統迅速轉向物聯網。于是便有了如雨后春筍般出現的物聯網專業，這些專業不少是原來的嵌人式系統專業。同時，原來的智能家居轉身為物聯網家居，嵌入式系統實驗室轉身為物聯網實驗室。這樣的華麗轉身有利于投身到物聯時代微電子學科、計算機學科、通信學科、電子技術學科、對象學科及IT產業總動員中，積極推動物聯網／云計算技術與產業的發展。
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