从三个时代的变迁看物联网时代的MCU

北京航空航天大学 何立民

从三个时代的变迁看物联网时代的MCU

北京航空航天大学 何立民

探讨物联网时代的MCU，是一件十分有意义的事。因为从1976年MCU诞生至今，MCU已有近40年历史。看看MCU的过去，才有可能深刻地了解物联网时代的MCU，进而预测MCU的未来走向。

我们可以将40年来MCU的演化划分成三个时代。用眼下时髦的划分办法，不妨将它们称为 MCU1.0、MCU2.0、MCU3.0时代。

MCU1.0时代，是MCU诞生与传统电子系统的智能化改造时代，亦称单片机时代；MCU2.0时代，是智能化电子系统的创新时代，又称嵌入式系统时代；MCU3.0时代，是物联网系统的创新服务时代，也是智能化电子作为独立产业逐渐淡出的时代。

MCU1.0时代

1976年MCS-48诞生，标志着MCU1.0时代的到来。MCU最初的称谓是Single-Chip Microcomputer，后迅速正名为Single Chip Microcontroller或 Microcontroller unit，简称Microcontroller。MCU诞生后，迅速进入到传统电子技术领域，掀起了传统电子系统的智能化改造热潮，各行各业的电子工程成为MCU应用的主要群体。为适应这样的智能化改造，MCU以系统配置、外围接口技术为主，迅速完善了MCU的体系结构与功能单元间的内部总线通信问题。单总线、I2C总线、SPI总线是这一时期最著名的三个系统内串行总线。1980年推出的MCS-51成为MCU的经典体系结构，MCS-51的4个外部交互通道，至今成为物联网底层与物理对象连接的经典体系结构。

MCU2.0时代

MCU的2.0时代大致始于21世纪初，是MCU嵌入式应用的大发展时代，也是MCU的嵌入式应用创新时代。这一时期的MCU应用呈现了三大特点。

①传统电子系统发展成熟后，开始了智能化电子系统创新运动，如数码相机、MP3、PDA、电子书、智能手机、汽车电子、智能家居以及各种类型的移动终端等一批全新智能化电子系统也相继诞生。

②MCU产品完成了1.0时代半导体厂家的百花齐放，到知识产业公司ARM一枝独秀的变革。

③MCU应用系统完成了从单机到分布式多机（RS-422、RS-485），总线多机（CAN总线、现场总成），局域网多机（蓝牙、ZigBee、WiFi）的发展变革。

最终，在嵌入式系统普遍实现了互联网的接入技术后，迅速将互联网演化成物联网，使MCU进入到3.0的物联网服务时代。

MCU3.0时代

物联网时代，是MCU3.0时代，是MCU的物联网服务时代，它与物联网同时诞生。物联网的产生是嵌入式系统从局域网到广域网顺理成章的结果。物联网诞生，标志着独立的嵌入式系统产业时代结束。

回到“物联网时代的MCU应该什么样”这一话题。物联网时代是MCU3.0的嵌入式系统服务时代。MCU的主流技术，应该是发展各种物联网系统应用为主线的平台化技术，如满足物联网系统应用的产品平台、实现多种数据流通信的交互平台、利于物联网系统开发的软硬件平台等。从近年来半导体厂家技术转型中可以明显地看出这种变化。

恩智浦的近距离无线通信（NFC）技术、基于ZigBee 和JenNet无线网络系统的智能照明整体方案模块Light-PRO，以及基于高精度计量MCU+灵活的处理器平台的智能能源系统。NFC技术提供极高的安全性和便利性，使崭新的互动方式成为可能，现有的动态移动用户可方便地实现“物联网”应用，个人设备可与物联网实现安全、无缝的连接。

飞思卡尔携手Oracle和ARM定义了一个可扩展、基于标准的平台。其展示的“一体化盒子”解决方案的物联网网关平台，可加快物联网的服务部署，为物联网服务的交付创建一个安全、标准化和开放的基础设施模型。

TI推出的面向MCU平台、基于抢占式多线程内核的完整实时操作系统TI-RTOS，可为TI全部MCU产品系列提供统一的嵌入式软件平台；推出的C2000的太阳能微型逆变器开发套件，将简化太阳能发电应用的设计；Sitara AM335x工业软件开发套件（SDK）的投入，将有力地推动工业4.0的发展；

从这些知名厂家推出的典型产品与技术中，可以清晰地看到物联网时代，即以物联网系统服务为主流的MCU技术时代。

杨迪娜

2015-01-26）