當(dāng)前位置:首頁 > 學(xué)習(xí)資源 > 講師博文 > 嵌入式學(xué)科-嵌入式硬件的演進(jìn)
隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的興起,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣泛、深入,作為嵌入式系統(tǒng)基石的硬件,它的發(fā)展史也在被不斷地深度挖掘,但目前一直沒有統(tǒng)一的說法,本文嘗試從個人角度講述一下嵌入式硬件的演進(jìn)。
為了理解本文,先澄清如下兩點:
1. 嵌入式系統(tǒng)是一大類計算機(jī)系統(tǒng),嵌入式技術(shù)就是計算機(jī)技術(shù)的一大應(yīng)用方向
2. 任何計算機(jī)硬件,處理器一直是永恒的核心,說硬件的演進(jìn)其實就是在說處理器的演進(jìn)
一、時間史
1. 嵌入式系統(tǒng)萌芽期:20世紀(jì)70年代前
這個時期有人將計算機(jī)用在軍事、航天領(lǐng)域,協(xié)助完成控制、測量和監(jiān)視工作。嵌入式計算機(jī)技術(shù)尚處于呀呀學(xué)語階段,有人提出概念,但還沒有形成體系
2. 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展期:20世紀(jì)70年代、80年代
70年代初,出現(xiàn)第一款可商用的嵌入式處理器,嵌入式技術(shù)開始由專用領(lǐng)域轉(zhuǎn)入民用領(lǐng)域,迎來了快速發(fā)展的契機(jī)
這個階段的嵌入式處理器主要以4位、8位單片機(jī)(或稱微控制器)為主,其中最為稱道是8051
3. 嵌入式系統(tǒng)深化期:20世紀(jì)90年代
單片機(jī)遍地開花的年代,多種不同形式的單片機(jī)在市場上形成群雄爭霸的年代,軟件方面不再是單純的單片裸機(jī)程序,開始出現(xiàn)可以運(yùn)行在單片機(jī)上的小、微型嵌入式操作系統(tǒng)
4. 嵌入式系統(tǒng)融合期:21世紀(jì)
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷深化運(yùn)用,尤其是互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、弱人工智能的應(yīng)用發(fā)展,嵌入式技術(shù)呈現(xiàn)可與任何應(yīng)用場合深度融合的局面,軟硬件均出現(xiàn)多種不同應(yīng)用形態(tài)。硬件方面32位單片機(jī)盛囂其上、SOC技術(shù)遍地開花,軟件方面小、微型操作系統(tǒng)、多任務(wù)操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)各顯其能
二、CPU字長史
1. 4位微處理器
以Intel 4004為典型代表,上世紀(jì)70年代的產(chǎn)品
2. 8位單片機(jī)
以8051為典型代表,上世紀(jì)80年代的產(chǎn)品
3. 16位單片機(jī)
以AVR、PIC、68系列為典型代表,上世紀(jì)90年代的產(chǎn)品
4. 32位SOC
細(xì)分為三個不同應(yīng)用場合:
1> 微控制:對應(yīng)老單片機(jī)的應(yīng)用場合
2> 多應(yīng)用:對應(yīng)消費(fèi)類計算機(jī)產(chǎn)品,如:手機(jī)、平板、智能穿戴等等可以同時運(yùn)行多個應(yīng)用程序的場合
3> 高實時:對應(yīng)實時性要求比較高的場合
5. 64位SOC
目前主要用于多應(yīng)用場合
三、CPU組成史
1. 單純的中央處理單元
這種CPU制造形式,主要出現(xiàn)在集成電路技術(shù)應(yīng)用的早期,上世紀(jì)80年代前,現(xiàn)在已被淘汰
2. 處理器+緩存+中斷控制
這種CPU制造形式,主要伴隨個人電腦的商用
3. 單片機(jī)
處理器+ROM+RAM+常用外設(shè)接口集成在同一硅片上,單片就可主宰計算機(jī)硬件
4. SOC
片上系統(tǒng)技術(shù),其實就是將單片機(jī)組成技術(shù)進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)光大到更多場合。
5. 可編程邏輯器件PLD
可以通過硬件編程來改變微處理器的應(yīng)用場合技術(shù),一直伴隨著嵌入式硬件的發(fā)展,可以視為以上組成技術(shù)的開發(fā)工具