实现数字化所需的模拟电路

这就是为什么对于从事电子行业多年的人来说，数字化这个词似乎很陌生。这是因为未来智能手机和物联网设备中使用的模拟电路将继续增加（图1）。智能手机和物联网设备内部的传感器是将原本不是电的物理量（电压、电流、功率等）转换为电的设备，并且大多被提取为模拟信号。智能手机还配备了各种其他传感器，包括压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、温度传感器和磁传感器，以及大量模拟 IC。

[图1]模拟IC的比例从1980年到现在不断增加
来源：IC Insights 新闻稿（2014 年 7 月）

最新的数字设备实际上使用了大量的模拟IC。人类熟悉的功能，称为用户体验，都是用模拟电路实现的，然后再转换为数字电路。人类的自然行为、手势、肢体动作、声音、摇头等都是类比。这就是为什么与人类的接口以模拟形式收集数据并将其转换为数字数据以方便计算和控制等处理。

即便如此，目前的情况是我们故意使用“数字”这个词来表达新鲜感。这是因为使用“数字”和“IT”这两个词给人一种新鲜感。尽管模式是“数字=新”和“模拟=旧”，但数字技术本身实际上已经存在了 50 多年。模拟 IC 已经出现了类似的时期，但 30 多年来收集的数据表明，模拟 IC 的数量持续增加。

电子技术终于渗透社会

然而，直到现在电子技术还没有渗透到社会中。尽管工厂实现了自动化，但办公室里仍然采用人力策略。曾经有人说办公室的纸张将会耗尽，但实际上纸张消耗量实际上正在增加。仍然有许多守旧的人不愿意工作，除非他们在纸上工作。结果，电子技术引入办公室的速度极其缓慢。

直到最近，才开始有人呼吁改进办公室运营，并且努力已经开始取得成效，例如通过使用IT机器人（RPA：机器人流程自动化，一种使用软件创建的自动处理设备，将不同格式的信息组合成一个或从各个网站检索简单网址等信息）来节省能源和减少加班。由于这里使用了计算机技术，因此总体印象是它是数字化的。然而，电子技术不仅包括计算机技术，还包括通信技术、半导体技术以及模拟和数字电路技术。

计算机是电子产品的关键

最大的技术元素一直是并将继续是计算机技术。计算机是共享通用硬件的机器，只需改变软件就可以变成你想要的机器。因此，它不一定是“计算机”。当然，计算机会进行计算，但它们在许多情况下使用的是组织数据流量的控制功能。例如，当使用文字处理软件书写字符时，计算机并不执行任何计算，而只是将键盘上键入的字符串进行转换。如果您输入单词“ai”，系统将简单地显示可能的汉字，例如“ai”、“ai”、“ai”、“ao”和“indigo”，并且人类会从其中选择正确的答案。在这里，我们只是将候选字符串存储在内存中，并读出“ai”的汉字。它们的显示顺序可以根据控制软件进行更改。

计算机技术不再是可见的，而是已嵌入到任何地方，包括人们生活和工作的地方。一些业内人士称之为计算机透明性。最大的计算机是超级计算机和大型机，但最小的计算机不是计算机或智能手机，而是大多数电子产品内部使用的称为微型计算机的半导体芯片。例如，一辆汽车包含数十台计算机（称为 ECU）。

再说一遍，计算机技术最重要的一点是，通过改变软件，它可以用于各种目的。计算机最初是为了计算导弹轨迹而创建的，但现在它们的目的更多的是控制而不是计算。计算和控制可以使用软件进行定制，但仅软件的进步就会限制性能，因此硬件和软件同步进步。此外，半导体技术的进步使得硬件变得更小、更轻、更便宜。