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微控制器铸就物联网DNA

2017-03-21 03:43:57

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互联网并没有物联基因，RFID也不具有将互联网与万物相连的能力，物联网的基因存在于微控制器（MCU）中。且听何立民教授为我们渐渐道来。

提到物联网，很多人认为，互联网通过RFID与万物相连便演变成物联网。实际上，互联网并没有物联基因，RFID也不具有将互联网与万物相连的能力，物联网的物联基因存在于微控制器（MCU）中。微控制器与身俱来的使命就是与物理对象相连，嵌入到对象体系中，实现物理对象的智能化控制。

微控制器的物联基因，是其内部的感知与控制通道接口。1990年出版的《单片机利用系统设计》中，将微控制器划分出与外部交互的感知、控制、人-机、机-机4个通道接口。其中，感知接口、控制接口与物理对象相连，感知物理信息、控制物理对象；人-机接口用来实现人机对话；机-机接口则实现微控制器与其他智能化装备的互联。微控制器完全的4端口结构，既保证了对物理对象的感知与智能控制，又能在机-机接口扩大网络接入功能后，实现与互联网的连接。正是微控制器的这类入地（物联）上天（互联）的魔力，实现了互联网到物联网的变革。

从微控制器诞生到物联网构成，是30多年来，现代计算机两大分支从独立发展到交叉融会瓜熟蒂落的结果。现代计算机的源头是20世纪30年代的图灵机。图灵机的人工智能本质，决定现代计算机必须担当起智力计算与智力控制两大任务。1946年第1台电子计算机诞生，虽然从某种程度上实现了从图灵机模型到实用机的转化，但没法同时统筹这两大任务，直到微处理器诞生。

微处理器本质上是1个智力内核，在其微小体积、极低价位、易于扩大的基础上，可方便地演变出通用微处理器与嵌入式处理器。前者可以构成通用计算机用于智力计算；后者可以构成单芯片形态的微控制器（即嵌入式系统，初期俗称单片机），嵌入到对象体系中，实现对象体系的智力控制。

微处理器诞生后，便迅速开始了现代计算机两大分支的独立演变进程。通用计算机从单机计算、散布式计算到网格计算，迅速构成了互联网的全球网络体系；微控制器则从单机物联、散布式物联、总线物联到局域物联，迅速具有了多种情势的网络接入功能。其后便是两大分支交叉融会后的物联网时期。我们可以从微处理器诞生后集成电路发展史中，明显地看出这1历史发展轨迹。而奠定这1历史轨迹的正是英特尔公司。

今天，当人们欣喜地沉醉在物联网大潮中，不应忘却英特尔对物联网发展的伟大历史功绩。由于它以通用微处理器奠定了通用计算机的互联网发展道路，同时，又以嵌入式处理器开辟了物理对象智力嵌入的微控制器发展之路。两个平行不悖的发展道路在尽头处交叉融会，瓜熟蒂落地诞生了物联网。

（本文作者：何立民，北京航空航天大学教授。1985年获国家1等发明奖，1990年被授与全国高校先进科技工作者称号。发表大量著作，其中《单片机利用系统设计》获全国高校出版社优秀科技专著奖。2010年起陆续出版了《从资本经济到知识经济》、《知识学原理》、《知识简史》、《工具简史》等知识学原理系列丛书。）

英特尔伟大的历史贡献，不但是推出了世界上第1个微处理器，还在于它实现了微处理的历史分工。英特尔于1971年推出世界上第1个微处理器4004，随后升级为8008，1973年又推出了较为完善的8位8080微处理器。在智力计算领域，英特尔公司于1978年开始了通用微处理器的探索，推出了16位内总线、16位外总线的8086通用微处理器，其后便是80186、80286、80386、奔腾系列等光辉成绩的时期。在智力嵌入领域，1976年开始了MCS⑷8的探索，1980年在MCS⑷8基础上又推出了完善的MCS⑸1微控制器，成为8位微控制器的经典体系结构。尔后，80C51长盛不衰。在完成了通用微处理器与微控制器探索后，英特尔公司主攻通用微处理器，成绩了其在PC机领域的霸主地位。

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