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        智能電表:期待SoC出現

        2011-09-06 18:45:44 來源:本站原創

        2008年國家電網公司決定在系統內全面開展“電力用戶用電信息系統”的建設,隨即組織了國網智能電表企業標準的編寫,并于2009年10月份開始對系統內部和電表制造企業進行了全面宣傳貫徹。2009年年底,國家電網進行了首次智能電表招標,2010年,累計招標2700萬只,2011年,全國進入了智能表更換高峰期,市場前景非常廣闊。

        新智能電表標準對MCU也提出了更高的要求,具體體現在:更豐富的外部通信接口———RS485,紅外,低壓電力線載波(PLC),微功率無線通信;更多的表內通信接口———I2C、SPI、ISO7816;更多的功能要求MCU有更強的處理能力和更大的內存空間,一般單相表不低于60KB、三相表不低于256KB的程序存儲空間,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。

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        智能電表分為單相表和三相表,基本都是由MCU+RTC+LCD驅動器+ESAM(安全芯片)+專用計量芯片+非易失存儲器(EEFORMFLASHFRAM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來實現。目前大家正在積極尋求各種方式實現更高的集成度,即把更多的外設集成進MCU,形成所謂SoC。業界一致的看法是,ESAM和PLC以及計量芯片必須獨立;LCD驅動器是最容易實現的,預計很快會在產品中大量使用;外置的非易失存儲器不容易集成而且不同廠家的設計使用了不同的容量(出于數據安全的考慮,各家的設計理念略有不同);RTC功能是最難以實現集成的部分,但是由于從價格考量其是表內最昂貴的芯片之一,因此成為大家關注的焦點,通行的觀點是幾年內可以將基于MEMS振蕩器技術的RTC集成進MCU。

        國網智能表標準制定過程綜合了歷史上幾乎所有的經驗教訓、成熟技術,以及融合了現有國內外的先進技術和理念。北京博納公司研發生產智能電表產品接近20年,對此類產品有著深刻的理解:主體方案差異很小,但是細節決定成敗。公司在2007年年初,基于后續產品發展的方向,更換了設計平臺(主要指MCU),過程中首先規劃了自己的目標需求,然后照例將各主流MCU產品作了全面評估。在主要性能、價格差異很小的情況下,飛思卡爾公司的產品由于有獨立的I2C、SPI總線,內部高精度參考源(等效),高精度RC振蕩器,寬電壓工作范圍,硬件CRC等幾項細小的功能,同我們預定目標完全吻合而最終被采納。公司將主力產品全面改用新的平臺設計,恰逢2009年國網新的企業標準所規劃的產品也完全適合使用飛思卡爾平臺,因此沿用至今。同比目前國網表市場的主流方案,我們使用飛思卡爾的MCU設計的方案差異很小,正是前面所述的幾個細小的差異,使我們可以完全不必擔心因降低成本的需求而降低產品設計指標,同時由于某些飛思卡爾獨有的功能,使我們在軟件可靠性設計方面有了極大的提升。我們認為在常規主流方案中,飛思卡爾的MCU是最佳的選擇。

        對于未來智能表的發展,我們認為會進入一A段相對穩定期,除了國網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,對于智能電表制造商而言,更應關注的是如何繼續提高集成度,借此降低成本,提高生產效率和可靠性。短期內,我們希望有將MCU、LCD驅動器和RTC(基于MEMS技術)集成在一起的SoC出現。這需要真正有實力的半導體廠商認真地規劃并努力投入才有可能實現。亮點只能短時吸引眼球,但是只有無致命短板才能真正占領市場。

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