微控制器铸就物联网DNA

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慢慢道来。

 

提到物联网，不少人认为，互联网通过RFID与万物相连便蜕变成物联网。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《单片机应用系统设计》中，将微控制器划分出与外部交互的感知、控制、人-机、机-机四个通道接口。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设备的互联。微控制器完整的四端口结构，既保证了对物理对象的感知与智能控制，又能在机-机接口扩展网络接入功能后，实现与互联网的连接。正是微控制器的这种入地（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形成，是30多年来，现代计算机两大分支从独立发展到交叉融合水到渠成的结果。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负起智力计算与智力控制两大任务。1946年第一台电子计算机诞生，虽然从某种程度上实现了从图灵机模型到实用机的转化，但无法同时兼顾这两大任务，直到微处理器诞生。

 

微处理器本质上是一个智力内核，在其微小体积、极低价位、易于扩展的基础上，可方便地演化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，早期俗称单片机），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化进程。通用计算机从单机计算、分布式计算到网格计算，迅速形成了互联网的全球网络体系；微控制器则从单机物联、分布式物联、总线物联到局域物联，迅速具备了多种形式的网络接入功能。其后便是两大分支交叉融合后的物联网时代。我们可以从微处理器诞生后集成电路发展史中，明显地看出这一历史发展轨迹。而奠定这一历史轨迹的正是英特尔公司。

 

英特尔伟大的历史贡献，不仅是推出了世界上第一个微处理器，还在于它实现了微处理的历史分工。英特尔于1971年推出世界上第一个微处理器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、奔腾系列等辉煌成就的时代。在智力嵌入领域，1976年开始了MCS-48的探索，1980年在MCS-48基础上又推出了完善的MCS-51微控制器，成为8位微控制器的经典体系结构。此后，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，成就了其在PC机领域的霸主地位。

 

英特尔微处理器4004

 

今天，当人们欣喜地沉浸在物联网大潮中，不应忘却英特尔对物联网发展的伟大历史功绩。因为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合，水到渠成地诞生了物联网。

 

（本文作者：何立民，北京航空航天大学教授。1985年获国家一等发明奖，1990年被授予全国高校先进科技工作者称号。发表大量著作，其中《单片机应用系统设计》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。）