现代计算机产业革命——嵌入式系统
——
实际上，20世纪的计算机产业革命意义更加深远、伟大，这两次产业革命有很多可比性。从宏观角度看，18世纪是 动力机械产业革命，蒸汽机是其中的动力机械，现代产业革命是计算机的产业革命，计算机技术成为核心驱动力；18世纪产业革命催生了资本经济，现代计算机产业革命催生了知识经济；18世纪产业革命的成果是提供了动力机械的平台和动力机械的嵌入，蒸汽机、内 燃机和电动机等机械为工业发展提供了动力平台，并且提供了动力器械的嵌入方式，计算机产业革命中，通用计算机提供了智力平台，嵌入式系统嵌入到对象体系中间，提供了智力内核的嵌入；动力机械产业革命完成了人类体力劳动的替代，计算机产业革命完成了人类脑力劳动的替代。这两次产业革命都有深远的意义。
回顾两次产业革命，18世纪产业革命的技术基础是蒸汽机、内燃机和电动机，能源实现了蒸汽动力、石油动力、电动力，是归一化的机械动力。只有形成归一化的动力机械，并以各种方式嵌入所有基础领域，才能催生出产业革命，它的发展模式是机械的动力平台嵌入。
计算机产业革命的技术基础是集成电路、微处理器、微型计算机，它的计算手段起到了智力替代的作用。通用计算机智力平台的模式，推动了嵌入式系统的智力嵌入，整个现代计算机形成了两个领域，一个是通用计算机领域，一个是嵌入式领域。
通用计算机提供了智力平台，主要实现软件设计，包括计算机辅助设计、辅助制造、科学计算、工程设计等，实现了智力替代平台；在嵌入式计算机领域中，智力嵌入是将嵌入式系统嵌入到对象体系中，这个对象体系包含家用电器、智能仪表、工控单元等多个领域，嵌入式是带计算机内核的设备，所以提供了智力平台和智力嵌入模式，这就是计算机革命的两个模式。
嵌入式计算机出现以后，通用计算机和嵌入计算机分道扬镳，出现了两个不同的发展方向，嵌入式系统的发展走向单片机的道路，直到现在单片机仍然是嵌入式系统的重要发展方向。
通用计算机承担智力平台的革命，嵌入式系统承担智力嵌入的革命，这是两个不可兼容的技术发展方向。所以通用计算机承担的任务是高速海量的数字计算，而嵌入式系统主要满足对象系统的全面智能化要求。现在通用计算机不断地提高速度和存储容量，而嵌入式系统中，8位计算机仍然是一个很主要的应用形式。嵌入式系统的发展方向是超小型、超低价位、高可靠性和易耦合。嵌入到对象体系时，原对象系统应该和电子系统具备很好的耦合，包括传感器、传感器接口、驱动器接口、人机界面等。除了物理耦合性，还需要科学的耦合性，研究人员应对所涉及的技术原理深入了解。
单片机是嵌入式发展的必然道路，通用计算机的体系结构不能替代嵌入式系统，必须建立一个创新的体系结构。英特尔最早提出了嵌入式系统经典的硬件体系，这个体系精简、高效、高可靠，它的指令系统突出控制功能，外部总线易扩展、易配置，提供了在32位系统中必须遵循的特殊功能计算机管理模式，不管将来扩展任何电路单元，都遵循归一化的特殊功能管理模式。另外英特尔还带来了原创嵌入式操作系统。早期嵌入式操作系统受通用计算机影响太大，作为原创RTOS实时多任务操作系统，设计时必须考虑实时性、多任务性。
嵌入式的发展是从单片机、微控制器再到SoC的发展，单片机是最早的嵌入式概念。嵌入式系统二三十年的发展史中，内核是发展最慢的，但也是最稳定的，因为嵌入式内核追求智能化控制，是外部接口和对象的耦合关系。
嵌入式系统新时代
单片机时代也属于嵌入式时代，不过单片机进入电子应用领域，主要面向智能仪表、家用电器、工控单位等领域。在通讯网络遍布的后PC时代，很多计算机人才进入这个领域，形成了嵌入式系统全面发展的新时代，它和单片机时代是衔接的。单片机和嵌入式系统是两个时代概念，但其内涵相同，单片机是嵌入式独立发展的时代，两者之间并没有技术本质的差异，都遵循MCU和SoC道路。
嵌入式系统包含四个支柱学科：微电子学、计算机学科、电子学科和对象学科，四个学科共同促进嵌入式系统发展。其中对象学科和其他三个学科之间差异最大，所有嵌入式产品从对象学科中走出来，无论是计算机学科、微电子学科还是电子技术学科，都为嵌入式应用提供了一个广阔的平台，对象系统在这个平台上实现嵌入式系统的应用。
嵌入式系统新型的产业模式是一个扇形产业结构，和资本经济时代一体化封闭的产业结构有本质的差别。此外，半导体产业中还突显了知识产权产业，嵌入式产业从百花齐放开始向技术集权方向发展。技术集权方式对整个产业发展很有利，可以做到技术上的高度统一和协调。平台模式的发展日益明显，微电子学科、计算机学科、电子学科都为对象学科构建理想的平台，提供最适合的集成开发环境和操作系统。
评论