嵌入式技术发展历程

　　嵌入式系统是电子信息产业的基础，是智能系统的核心，广泛应用于工业控制、汽车电子、智能家居、医疗器械和智能穿戴设备等众多领域。伴随物联网和人工智能的快速发展，嵌入式系统在智能系统中发挥着越来越大的作用。
　　随着物联网的快速发展，应用环境的复杂化，特别是嵌入式AI的需求，随着微电子技术的飞速发展，嵌入式系统内核架构种类繁多，如MCS-51架构、MIPS架构、PowerPC架构、ARM架构以及现在比较火的RISC-V架构，随着用户对产品功能多元化的追求，对更低功耗、更人性化的人机交互界面以及多任务等需求的增加，传统的基于MCS-51架构的8位51单片机，无论是处理能力还是存储能力都已无法满足此类复杂的应用。ARM公司针对通用MCU（微控制器）领域成功推出了32位的Cortex-M系列内核，而各大半导体厂商（如NXP、TI、ST、Atmel等）纷纷基于该内核针对不同的应用领域开发出了各具特色的MCU。采用标准化内核，一方面降低了半导体芯片厂商在芯片架构上的研发难度，缩短了产品推向市场的时间；另一方面，由于采用同样的ARM内核，为了实现产品的差异化，使得各大半导体厂商将研发重点放在了外设接口、功耗、存储器资源等方面，针对各自优势应用领域推出系列化的产品。从嵌入式开发者的角度来看，这种方式降低了开发人员学习和掌握MCU应用开发的难度，学习者只需要针对通用的内核就某种MCU深入研究，掌握其精髓，就能融会贯通。采用统一的标准化内核设计和生产MCU产品已成为嵌入式MCU发展的趋势。
　　ARM公司还与各大半导体厂商深度合作，在与芯片相关的开发工具和软件解决方案上形成了一条良好的、完整的生态产业链/生态系统，不仅为嵌入式开发人员提供了一系列高效易用的开发工具（如Keil、IAR等），而且提供了丰富的资源（如OS、固件库、应用例程等），在提高开发效率、降低开发成本、缩短开发周期等关键环节具有明显的优势，如ST公司针对Cortex-M内核开发的STM32系列产品，为STM32的开发提供了各种固件库，如标准外设库、HAL库、LL库等，这些位于嵌入式组成结构中间层的库文件屏蔽了复杂的寄存器开发，使得嵌入式开发人员通过调用API函数的方式就能迅速搭建系统原型。目前，基于库的开发方式已成为嵌入式系统开发的主流模式。
　　嵌入式技术作为物联网的底层支撑技术，是物联网的核心技术之一，物联网的底层和感知层都涉及到嵌入式系统中微控制器及外围接口的驱动开发技术，在当前物联网与移动互联网、人工智能、大数据相融合的趋势下，以智能制造、智能家居、智能交通、智慧医疗为代表的物联网应用领域，对嵌入式技术人才需求越来越大，嵌入式AI正以蓬勃姿态迎接未来。
　　嵌入式AI对性能以及功耗的关注，势必引入嵌入式操作系统，当前以FreeRTOS、RT-Thread为代表的物联网嵌入式操作系统被广泛应用于各物联网产品中，从51单片机、STM32、嵌入式操作系统、嵌入式AI这条脉络可以一窥嵌入式技术的发展历程。