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为了忘却的纪念“中国单片机三十年纪念会议”在京举行

时间:2019-10-07 02:49来源:未知 作者:admin 点击:

  三十年纪念会议”于2016年11月19日在北京航空航天大学举行,会议由嵌入式系统联谊会主办,联谊会秘书长何小庆主持,《

  “今天是为了忘却的纪念,因为估计四十年就没人纪念了。”嵌入式系统联谊会发起人、《单片机与嵌入式系统应用》杂志主任何立民教授风趣地说。据悉,本次活动曾得到创办了中国单片机学会的陈章龙教授(复旦大学)生前的大力支持(注:现在单片机学会已并入中国计算机学会嵌入式系统专业委员会)。今天,一些当年的年轻人如今很忙,像周立功、刘强、马忠梅教授等没出席。不过,会议还是吸引了约70名来宾参与,他们来自大学、企事业单位、媒体等,其中大部分是在职人员,还有一部分退休人员和学生。

  何立民教授首先进行了主题报告,介绍了微控制器的源头、历史和未来。据悉,世界微控制器最早诞生于1971年的4004,之后形成了两大分支,一个偏重处理,一个偏向控制(即微控制器(MCU),也称单片机),没想到在物联网时代处理和控制二者又融合了,“嵌入式系统”这个名称正消失,将进入到以应用和服务为特征的“物联网”时代。

  谈到我国微控制器的30年历史,经历了从单片机到嵌入式系统。整个人类发展是非线性的,现在越来越快,从单学科到多学科、到大学科。单片机是单学科,后来被人瞧不起,改名为“嵌入式系统”。物联网把各个强势学科联合起来,从哪个学科角度看都能解读,不必互相争论谁的定义更准。现在从智能电子转到智慧电子。“智能”强调能力,“智慧”需要加入人文和社会服务在里面,例如智能交通包括从计算车流到汽车违章,但智慧交通可以监测到人违章(杜绝代人违章/消分现象)。

  何立民教授到昆山调研发现,很多企业的研发人员桌上没有书,他们也不像过去频频找大学教授咨询了,因为就是直接用模块。同时感到现在二三流学校(特点:偏应用和技能)很活跃,感叹现在官(政府)产一马当先,那么学研应该怎么分工?需要人们重新反思。

  原清华工程物理系的邵贝贝教授回顾了他与单片机的渊源。邵教授198x去美国进行高能物理合作,打开了中美合作大门。199x年后邵教授又去欧洲核研中心,把图中画圈的Motorola单片机带到中国,后来写了uC/OS方面的书,推广了CAN总线等。(电子产品世界编辑注:Motorola在中国最早的单片机实验室在邵贝贝教授那里有一个,邵贝贝等人著书《嵌入式实时操作系统uC/OS-II》2005年左右是畅销书)。1994年邵教授回国时,清华老师的经费很紧张,只有1.5万元左右,于是找到Motorola,之后Motorola更名为飞思卡尔,飞思卡尔又被NXP收购,双方一直合作至今。邵教授团队也在这一二十年间培养了50多名硕士/博士生。

  现在学校大搞ARMMCU,但恐怕对ARM底层不太了解,不像过去抠得那么细。邵教授钻研底层后发现,手册中有很多错误,后来了解到ARM可能对手册的编写重视度不够。有人说,ARM卖IP的收入不到总营收的一半,很重要的一部分是给客户讲怎样用好。

  清华自动化系的袁涛教授2001年曾牵头承办了“2001嵌入式系统及单片机国际学术交流会”,该会议当年得到胡东成副校长的赞许。袁教授回顾道,当年陈章龙教授主持了会议,沈续榜院士、北航何立民教授主编了论文集,活动承办者之一《电子产品世界》统计有452名代表参会,观众约5600人。“为了办好会,《电子产品世界》几员大将不辞辛苦。“沈绪榜院士对此处会议评价是:空前是有目共睹的,希望以后越办越好。

  “现在有开源火箭项目,没准将来也会开源了。”北京大学软件与微电子学院林金龙教授幽默地说。他从开源硬件角度探讨了MCU的发展趋势。他从OHS(开放硬件高峰会议)谈起。从2009年开始,每年一届的OHS成为开源硬件世界的盛事,与会者展示开源硬件项目,交流经验,讨论开源硬件的发展。OHS2016于今年10月在美国波特兰举行,会议得到包括Intel、Google等著名公司在内的34家企业赞助,主要是开源硬件平台和应用厂商,深圳Seeed(矽递)公司也在其中。越来越多的企业将加入到开源硬件运动中。开源硬件复制开源软件的成功只是时间问题。

  他指出,目前开源项目中大部分是MCU,其中影响力最大、市场最成功的项目Arduino采用MCU。由于开源硬件项目接口标准、源码开放、工具齐全,使得产品和应用开发容易、快捷,将促进新产品和应用的涌现。开源硬件将导致新产品和应用的爆发式增长,从而推动MCU业的发展。

  最后林金龙展望开源硬件发展的趋势有三:1.会出现包括内核在内的真正完全开源的硬件产品。2.开源产品大规模进入市场。3.开源社区会真正形成,出现从构想、设计到制造的一体化开源产品。

  NXP微控制器大中华区市场产品总监王朋朋:ARM处理器是一大趋势,NXP只有两大系列,ARMCortex-A和M系列。工艺上,目前主流是90nm和140nm,未来会有40、28nm工艺MCU。MCU硬件开发工具方面,十几年前,大家买仿真器不容易,不同芯片有不同的仿真器,因此仿真器生意很火;现在一块板就可搞定,且很便宜,经常免费赠送,或网上下载一个开源做仿真器的方法,因此过去做仿真器的厂商往往做不下去了。操作系统方面,FreeRTOS风头更盛,RT-Thread成为新星。

  ARM时代,开发者严重依赖软件开发商,即工程师不了解硬件底层就做出来了。这会导致软件较大,依赖硬件性能的提高。现在的好处是MCU的内存资源越来越大,处理器速度越来越快,因此软件不用像过去一样在有限的几k字节里抠了,因此可以很快开发出来。

  MCU开始侵蚀原先MPU的市场,Cortex-M4比过去ARM9性能高。未来,摩尔定律对MCU仍非常奏效。另外,因为大家都是ARM核,通用产品的区分度变小,需要对细分市场的准确定位。

  兆易创新的MCU业务2013年才开始,全部是32位的ARM MCU。总经理邓禹称,兆易的MCU虽然起步晚,但发展速度惊人。2013年出货30万片,2014年300万片,2015年出货3000万片,营业额约2000万美元,2016年上半年出货已逾2000万片。

  兆易作为存储器起家的公司,之所以做MCU,因为有人总结本土芯片企业有“一代拳王”的特点靠单一产品打天下,缺乏后续的新产品。朱一明总裁希望在存储器外,开拓一些其他业务。ARM让MCU的门槛降低。当时之所以决定从ARMCortex-M3切入,因为ARMCortex-M0定位打8位市场,但8位MCU的利润太低。M3MCU当时只有一家独大--ST。兆易以flash起家,因此用“MCU+flash“,卖点是高性能,因此兆易MCU海报上有猎豹的形象。反例是,TI购买ARMMCU先驱Luminary公司后,但Luminary缺乏对flash的了解,因此TI此块业务不太成功。

  业内有种看法,只有第一名才能生存,如果以此推理,欧洲会有一家,美国有一家,很多人认为中国的一家就是兆易了。因为中国MCU市场太大,尽管跨国公司的产品很强,但是总有一些市场覆盖不到,这就是兆易的机会。2013年兆易刚推出MCU时,产量30万片,四年来,连浙江大山里的企业都跑过,非常坚辛。本土客户的特点是需要交钥匙方案。当然在中国市场也是有所选择的,例如中国小家电业很活跃,但中国8位单片机市场已做得好,兆易不打算去涉足;而中国冰洗等大家电企业,还是被日本某跨过公司垄断,兆易希望有机会进入。

  微控制器应用事业部副总经理林任列:32位MCU是趋势,MCU可促使IoT更好地发展。

  未来,MCU芯片追求更高的集成度,同时单片机面对安全威胁,需要增加安全性能。深度学习等需要很好的软件平台,引发下一代单片机架构变革的猜想。总之,未来单片机不仅是一个单片机,还会有其他处理架构,软件的开发方法等变革。

  讨论环节,河北大学计算机系的王龙江教授认为在消费电子领域,尽管32位ARM MCU很流行,但不要被此忽悠,他至今还用8位单片机。具体地,中国的嵌入式或物联网,发展方向不是只有像与会多数人强调的那样只有ARM一条道路可走,而是还有另一条路更有发展前景,更有生命力的即将蓬勃兴起的道路可走,那就是软件硬化。“我们千万不能错过这个机会。而且,这是一条功耗更低,速度更快,成本更低,比ARM发展前景更好、更具有竞争力的道路。”可惜大多数人都认识不到和理解不了这点。这不能怪他们,因为只有精通软件又同时精通集成电路设计的少数人才能看到和理解这点。这也是物联网等必然发展的方向。“我希望不能只有少数人这样做,应该唤起大多数人这样去做,这样我们的国家才能在这方面弯道超车赶上或超过世界先进水平,实现在互联网中的中国梦!”

  郑小龙老接着说,当算法成为灵丹妙药时,的确需要软件硬化。现在的芯片集成度越来越高、例如一些MCU中也加入了硬件加速功能。而TI的DSP还在走,但是单一性能的DSP会较少。(电子产品世界编辑在此也补充一下,TI本月推出的新的16位MCUMSP430FR5994,集成了低能耗加速器(LEA),可提供支持50多种数学函数的优化DSP库,因此比ARM Cortex-M0+ MCU快近40倍。)

  何立民教授称,他十分崇拜51。而且51非常聪明,看到ARM起来了,就另辟蹊径,51走了智能器件道路,集成在收发器、银行卡等中了。我们谈物联网,不能像谈嵌入式系统一样,物联网概念太大,要落地到具体应用,例如交通,医疗等。

  武汉一位大学老师致信“嵌入式系统联谊会”:MCU集成度越来越高,今后该MCU的开发机会在哪里?安富利的周涛先生认为:很多领域可以做精,例如医疗保健测量目前还不够准确,测变化值还可以,但动态值难度很大,大家可以在这方面开发。另,无人机很火,可以考虑如何做得更好。

  一位现场同学问:何时应该用FPGA?邵贝贝:关于FPGA的应用定位,通常在量不太大时可以用,或者对成本不太敏感时。林金龙教授说苹果7里面有FPGA(注:Lattice芯片),说明FPGA在某些特定领域也可以大批量用。但FPGA和MCU不是对立关系,一般可以应用配对:MCU+FPGA。何小庆:与非网的FPGA开发板“小脚丫”中,Lattice芯片中可以放软核,也是一种好的编程方法。北京工业大学计算机系高工彭建朝是教SoPC(注:原Altera,现IntelPSG部门的产品)课的,称FPGA的好处是可以用IP核形式直接交互,学生们对此特别有兴趣,因为设计是真真实实地实现了。

  首先何立民教授回顾了单片机的诞生与历史,指出单片机、嵌入式系统、物联网的发展道路。邵贝贝教授回忆了199x年把Motorola单片机、C/OS等介绍到中国的历史背景。袁涛教授追忆了2001年在京举办的嵌入式系统盛会。下午的讨论环节,林金龙教授探讨了智能硬件的历史概况与未来趋势,NXP的王朋朋总监介绍了单片机的性能、工艺、开发工具等的走向,兆易创新的邓禹总经理谈了本土MCU如何寻找缝隙、差异化市场的体验,公司的林总指出未来面向物联网的单片机需要在架构和软件等方面继续创新,满足云连接、安全、深度学习等体验。

  追忆过去,是为了更好地开拓明天。希望过去老一辈从业者的探索精神能够继续发扬,激励新的从业者去克服困难和挑战,勇于创新,打造更加美好的万物互联世界!

  照片从左至右:北工大彭建朝,中国嵌入式系统产业联盟副理事长兼秘书长郭淳学,原北工大微电子所张俊谟(带Epson单片机到中国的第一人),何立民,天津市单片机学会顾问(原副理事长)李朝青870607.com刘伯温天机诗

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