嵌入式技术的发展与应用：单片机与嵌入式系统实践

嵌入式系统目前主要有SoC和MCU两种形态。SoC即片上系统，是将电子系统的全部功能几乎集成在一块芯片上，从而使整机成本大大降低、体积大大减小，顺应了现代通信、计算机、消费产品向高性能、低成本方向发展的趋势。SoC追求系统的最大包容性，是集成电路向超大规模集成电路发展而产生的，主要用于大批量特定产品的设计。

MCU组成的则是最经典的嵌入式系统，其特点是使用MCU作为嵌入式系统中使用的最主要核心部件，通常用于中低端的应用系统中。但嵌入式系统由于涉及具体的应用其核心可根据具体的应用要求进行替换，比如在实时性要求比较高的场合可使用FPGA或者CPLD作为处理核心，在运算要求比较高的场合使用DSP作为处理核心。对于大部分嵌入式系统初学者，应该从一种MCU入门，这里简要回顾MCU的发展历史。

1971年11月，Intel公司首次宣布4004的4位微处理器，1974年12月，Fairchild（仙童）公司即推出了8位微控制器F8，开创了MCU的初级阶段。1976年，Intel公司推出了MCS-48微控制器，它是现代单片机的雏形，极大地促进了MCU的变革。1978年，Zilog公司推出了8位MCU。该公司的280CPU曾在MCU市场流行多年。1980年，Intel公司在MCS-48的基础上，推出了MCS-51，它使MCU的应用跃上了一个新台阶。从此之后，其他公司的8位MCU也迅速发展起来。迄今为止，MCS-51系列MCU以及指令系统与其兼容的MCU，仍然是我国许多高校8位MCU和嵌入式系统基础课程的教学蓝本。1983年，Intel公司开始推出MCS-96系列MCU，1988年，Intel公司推出了MCS-96系列中的8098/8398/8798 MCU，使MCS-96系列得到了一定程度的应用。随着技术的发展与需求的提高，目前，8位MCU、16位MCU、32位MCU将各有自己的应用市场。(www.xing528.com)

Motorola公司在1974年推出了MC6800微处理器，并在此基础上，于1979年开始生产MCU6801MCU，在1983年前后发展成为较高性能的M68HC05系列，并在国际市场上占有较大份额。1990年前后，该公司开发了针对简单被控对象的廉价8位MCU，而该MCU在家用电器控制方面具有明显优势。2002年，Motorola公司继68HC12系列MCU之后，推出了HCS12系列MCU，受到了许多中端用户的青睐。2006年，推出了RS08系列超低端8位MCU，以满足用户对体积更小、更经济高效解决方案的需求。同时，Freescale半导体公司的8位、16位、32位MCU并行发展，增加了市场份额，也方便了用户的选型。

纵观整个发展历史，20世纪90年代是MCU制造业大发展时期，这个时期的Motorola、Intel、ATMEL、德州仪器、三菱、日立、飞利浦和韩国LG等一批企业开发了一批性能优越的MCU，使MCU市场丰富多彩，极大地推动了MCU的应用。同时，MCU正向大容量、高性能；小容量、低价格；外围电路内装化等几个方向快速发展，应用领域也不断地扩大。