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關于微控制器對于物聯網DNA的作用分析和介紹

英特爾物聯網 ? 來源:djl ? 作者:何利民 ? 2019-09-16 09:34 ? 次閱讀

互聯網并沒有物聯基因,RFID也不具有將互聯網與萬物相連的能力,物聯網的基因存在于微控制器MCU)中。且聽何立民教授為我們慢慢道來。

提到物聯網,不少人認為,互聯網通過RFID與萬物相連便蛻變成物聯網。實際上,互聯網并沒有物聯基因,RFID也不具有將互聯網與萬物相連的能力,物聯網的物聯基因存在于微控制器(MCU)中。微控制器與身俱來的使命就是與物理對象相連,嵌入到對象體系中,實現物理對象的智能化控制。

控制器的物聯基因,是其內部的感知與控制通道接口。1990年出版的《單片機應用系統設計》中,將微控制器劃分出與外部交互的感知、控制、人-機、機-機四個通道接口。其中,感知接口、控制接口與物理對象相連,感知物理信息、控制物理對象;人-機接口用來實現人機對話;機-機接口則實現微控制器與其他智能化設備的互聯。微控制器完整的四端口結構,既保證了對物理對象的感知與智能控制,又能在機-機接口擴展網絡接入功能后,實現與互聯網的連接。正是微控制器的這種入地(物聯)上天(互聯)的魔力,實現了互聯網到物聯網的變革。

從微控制器誕生到物聯網形成,是30多年來,現代計算機兩大分支從獨立發展到交叉融合水到渠成的結果。現代計算機的源頭是20世紀30年代的圖靈機。圖靈機的人工智能本質,決定現代計算機必須擔負起智力計算與智力控制兩大任務。1946年第一臺電子計算機誕生,雖然從某種程度上實現了從圖靈機模型到實用機的轉化,但無法同時兼顧這兩大任務,直到微處理器誕生。

處理器本質上是一個智力內核,在其微小體積、極低價位、易于擴展的基礎上,可方便地演化出通用微處理器與嵌入式處理器。前者可以構成通用計算機用于智力計算;后者可以構成單芯片形態的微控制器(即嵌入式系統,早期俗稱單片機),嵌入到對象體系中,實現對象體系的智力控制。

微處理器誕生后,便迅速開始了現代計算機兩大分支的獨立演化進程。通用計算機從單機計算、分布式計算到網格計算,迅速形成了互聯網的全球網絡體系;微控制器則從單機物聯、分布式物聯、總線物聯到局域物聯,迅速具備了多種形式的網絡接入功能。其后便是兩大分支交叉融合后的物聯網時代。我們可以從微處理器誕生后集成電路發展史中,明顯地看出這一歷史發展軌跡。而奠定這一歷史軌跡的正是英特爾公司。

英特爾偉大的歷史貢獻,不僅是推出了世界上第一個微處理器,還在于它實現了微處理的歷史分工。英特爾于1971年推出世界上第一個微處理器4004,隨后升級為8008,1973年又推出了較為完善的8位8080微處理器。在智力計算領域,英特爾公司于1978年開始了通用微處理器的探索,推出了16位內總線、16位外總線的8086通用微處理器,其后便是80186、80286、80386、奔騰系列等輝煌成就的時代。在智力嵌入領域,1976年開始了MCS-48的探索,1980年在MCS-48基礎上又推出了完善的MCS-51微控制器,成為8位微控制器的經典體系結構。此后,80C51長盛不衰。在完成了通用微處理器與微控制器探索后,英特爾公司主攻通用微處理器,成就了其在PC機領域的霸主地位。

英特爾微處理器4004

今天,當人們欣喜地沉浸在物聯網大潮中,不應忘卻英特爾對物聯網發展的偉大歷史功績。因為它以通用微處理器奠定了通用計算機的互聯網發展道路,同時,又以嵌入式處理器開辟了物理對象智力嵌入的微控制器發展之路。兩個平行不悖的發展道路在盡頭處交叉融合,水到渠成地誕生了物聯網。

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