清華邵貝貝：單片機教學轉向ARM是大勢所趨

清華大學教授邵貝貝

11月23日消息，由嵌入式系統聯誼會主辦的第13次主題研討會于今天在北京航空航天大學舉行。來自清華大學、北京航空航天大學、武漢理工大學、太原理工大學等高校的專家學者與ARM、飛思卡爾、意法半導體等企業主管聚集一堂，就“使用ARM Cortex-M MCU拓展傳統單片機教學”這一話題發表精彩演講，并展開了激烈的討論。在研討會上，清華大學教授邵貝貝發表了主題為《適應ARM統一MCU的大趨勢：嵌入式教學的機遇與挑戰》的演講。他表示，低端ARM代替8/16 MCU已成定局，高端ARM已開始進入云計算領域，單片機教學轉向ARM是大勢所趨。

飛思卡爾推出Cortex-M4是在2010年，邵貝貝稱當時他仍然反對把這個引入教學，理由是這個太復雜了。但是把這個推到大學生車模競賽是以后，雖然沒有人學這個，但是在第二年的車模競賽中竟然有26%的學生用了這個。邵貝貝對近幾年推出的Cortex-M0和M0+非常看好，他認為這個ARM相當簡單，是時候引入教學當中去了。

邵貝貝稱，經過查詢，像飛思卡爾、意法半導體、德州儀器、NEC、三星、NXP、愛特梅爾等全球知名半導體都在生產ARM芯片。現在Cortex-M0和M0+的性能大致相當于486，而486的門數為112萬，而M0+僅為1.5萬門。另外，從功耗方面講，M0+為1.77CoreMark/MHz,M0為1.66CoreMark/MHz，而8051僅為0.11CoreMark/MHz。8051的功耗幾乎是M0+和M0的十幾倍。有調查機構的報告顯示，從2005年到2014年，基于ARM架構芯片的出貨量幾乎呈直線增長，而基于X86架構的芯片出貨量幾乎沒多大變化。據調查機構Wikibon預測，到2015年蘋果PC將會搭載ARM架構的芯片，到2017年微軟將宣布PC遷至ARM。

1965年提出的摩爾定律認為芯片中的晶體管數量和性能每隔18個月翻倍，每一美元所能買到的電腦性能每隔18個月翻兩倍。對RISC技術的認識較摩爾定律晚20年，指令復雜了速度就上不去了。RISC技術起初多用于工作站如PowerPC、MIPS等32為CPU。8/16為MCU的CPU朵唯CISC技術，替代8/16位，精簡到最簡的M0+是典型的RISC結構CPU，基于CSIC的教學轉向RISC時機已經成熟。

目前已有192個ARM內核，功耗僅300瓦的服務器產品。他推測，到2014年會有基于64位ARM的服務器出現，能耗和所占空間僅為目前一流服務器的10%，而成本則可降低50%。

邵貝貝稱，ARM專注設計CPU，出售IP讓各個半導體公司生產各自的MCU，大幅度提高了勞動生產率，降低了成本，統一了開發平臺提高了產品開發效率。個MCU廠商購買了ARM CPU，替代原有MCU核，8051等8/16為MCU陸續停產，單片機教學轉向ARM是大勢所趨，與后PC內核兼容。

邵貝貝：1946年8月出生，教授，博士生導師。近期主要著作與譯著有《單片機嵌入式應用的在線開發方法》,《嵌入式實時操作系統 μC/OS-II (第2版),《Motorola DSP型16位單片機原理與實踐》,《MicroC/OS-II―源碼公開的實時嵌入式操作系統》,《微控制器應用與開發技術》,《MOTOROLA單片機68HC11開發技術》等，各類中文文章100余篇。