《電子技術(shù)應(yīng)用》
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新型智能電表:強(qiáng)烈期待SoC出現(xiàn)

2011-08-11
來(lái)源:中國(guó)電子報(bào)
關(guān)鍵詞: SOC 智能電表

  2008年國(guó)家電網(wǎng)公司決定在系統(tǒng)內(nèi)全面開(kāi)展“電力用戶用電信息系統(tǒng)”的建設(shè),,隨即組織了國(guó)網(wǎng)智能電表企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě),,并于2009年10月份開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部和電表制造企業(yè)進(jìn)行了全面宣傳貫徹,。2009年年底,國(guó)家電網(wǎng)進(jìn)行了首次智能電表招標(biāo),,2010年,,累計(jì)招標(biāo)2700萬(wàn)只,2011年,,全國(guó)進(jìn)入了智能表更換高峰期,,市場(chǎng)前景非常廣闊。

  新智能電表標(biāo)準(zhǔn)對(duì)MCU也提出了更高的要求,,具體體現(xiàn)在:更豐富的外部通信接口――RS485,,紅外,低壓電力線載波(PLC),,微功率無(wú)線通信,;更多的表內(nèi)通信接口――I2C、SPI,、ISO7816,;更多的功能要求MCU有更強(qiáng)的處理能力和更大的內(nèi)存空間,一般單相表不低于60KB,、三相表不低于256KB的程序存儲(chǔ)空間,,單相表不小于1KB、三相表不低于16KB的RAM空間,處理能力不小于4MIPS,。

  智能電表分為單相表和三相表,,基本都是由MCU+RTC+LCD驅(qū)動(dòng)器+ESAM(安全芯片)+專(zhuān)用計(jì)量芯片+非易失存儲(chǔ)器(EEFORM FLASHFRAM等)組成,其中單相表一般采用8位MCU,,而三相表一般采用16位或32位MCU來(lái)實(shí)現(xiàn),。目前大家正在積極尋求各種方式實(shí)現(xiàn)更高的集成度,即把更多的外設(shè)集成進(jìn)MCU,,形成所謂SoC,。

  業(yè)界一致的看法是,ESAM和PLC以及計(jì)量芯片必須獨(dú)立,;LCD驅(qū)動(dòng)器是最容易實(shí)現(xiàn)的,,預(yù)計(jì)很快會(huì)在產(chǎn)品中大量使用;外置的非易失存儲(chǔ)器不容易集成而且不同廠家的設(shè)計(jì)使用了不同的容量(出于數(shù)據(jù)安全的考慮,,各家的設(shè)計(jì)理念略有不同),;RTC功能是最難以實(shí)現(xiàn)集成的部分,但是由于從價(jià)格考量其是表內(nèi)最昂貴的芯片之一,,因此成為大家關(guān)注的焦點(diǎn),通行的觀點(diǎn)是幾年內(nèi)可以將基于MEMS振蕩器技術(shù)的RTC集成進(jìn)MCU,。

  國(guó)網(wǎng)智能表標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程綜合了歷史上幾乎所有的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),、成熟技術(shù),以及融合了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和理念,。北京博納公司研發(fā)生產(chǎn)智能電表產(chǎn)品接近20年,,對(duì)此類(lèi)產(chǎn)品有著深刻的理解:主體方案差異很小,但是細(xì)節(jié)決定成敗,。公司在2007年年初,,基于后續(xù)產(chǎn)品發(fā)展的方向,更換了設(shè)計(jì)平臺(tái)(主要指MCU),,過(guò)程中首先規(guī)劃了自己的目標(biāo)需求,,然后照例將各主流MCU產(chǎn)品作了全面評(píng)估。

  在主要性能,、價(jià)格差異很小的情況下,,飛思卡爾公司的產(chǎn)品由于有獨(dú)立的I2C、SPI總線,,內(nèi)部高精度參考源(等效),,高精度RC振蕩器,寬電壓工作范圍,,硬件CRC等幾項(xiàng)細(xì)小的功能,,同我們預(yù)定目標(biāo)完全吻合而最終被采納。公司將主力產(chǎn)品全面改用新的平臺(tái)設(shè)計(jì),恰逢2009年國(guó)網(wǎng)新的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)劃的產(chǎn)品也完全適合使用飛思卡爾平臺(tái),,因此沿用至今,。同比目前國(guó)網(wǎng)表市場(chǎng)的主流方案,我們使用飛思卡爾的MCU設(shè)計(jì)的方案差異很小,,正是前面所述的幾個(gè)細(xì)小的差異,,使我們可以完全不必?fù)?dān)心因降低成本的需求而降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)指標(biāo),同時(shí)由于某些飛思卡爾獨(dú)有的功能,,使我們?cè)谲浖煽啃栽O(shè)計(jì)方面有了極大的提升,。我們認(rèn)為在常規(guī)主流方案中,飛思卡爾的MCU是最佳的選擇,。

  對(duì)于未來(lái)智能表的發(fā)展,,我們認(rèn)為會(huì)進(jìn)入一A段相對(duì)穩(wěn)定期,除了國(guó)網(wǎng)公司還在尋求更好的通信方式這一不確定因素之外,?;谶@一考慮,對(duì)于智能電表制造商而言,,更應(yīng)關(guān)注的是如何繼續(xù)提高集成度,,借此降低成本,提高生產(chǎn)效率和可靠性,。短期內(nèi),,我們希望有將MCU、LCD驅(qū)動(dòng)器和RTC(基于MEMS技術(shù))集成在一起的SoC出現(xiàn),。這需要真正有實(shí)力的半導(dǎo)體廠商認(rèn)真地規(guī)劃并努力投入才有可能實(shí)現(xiàn),。亮點(diǎn)只能短時(shí)吸引眼球,但是只有無(wú)致命短板才能真正占領(lǐng)市場(chǎng),。

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