智能電網(wǎng)穩(wěn)定發(fā)展，智能電表控制芯片是關(guān)鍵

智能電網(wǎng)涵蓋的技術(shù)和涉及的產(chǎn)業(yè)非常廣泛，它從概念走向?qū)嵺`帶動了很多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，智能電表就是其中最早受益的市場之一。由于與用電消費直接相關(guān)，也是用戶和電網(wǎng)公司之間的一個紐帶，智能電表成為智能電網(wǎng)發(fā)展的排頭兵。

　　智能電表不同于傳統(tǒng)電表之處在于它是雙向?qū)崟r通信，具有互動的特征，能夠提供實時數(shù)據(jù)，為實施階梯電價提供了可能。因此，智能電表在設(shè)計中強調(diào)了更強的信息處理、交互、計量和通信能力，在國家電網(wǎng)公司公布的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中，對這些指標(biāo)也都做出了詳細(xì)的規(guī)定。 2009年10月，國家電網(wǎng)公司公布了智能電表新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，由功能規(guī)范、技術(shù)規(guī)范、型式規(guī)范、安全認(rèn)證規(guī)范4類12個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成。該標(biāo)準(zhǔn)體系對電表在計量、費控、通信、功耗乃至電子線路布線、外觀等各方面都有詳細(xì)的規(guī)定，且提出了較高的要求。

　　智能電表的芯片涉及控制、計量、加密和通訊芯片（窄波通信），其中控制芯片是整個方案中的核心，負(fù)責(zé)計算資費、控制顯示和通訊等最主要的功能。國內(nèi)控制芯片現(xiàn)在主要由兩大廠商占據(jù)絕大部分市場份額，最大的是瑞薩電子，大概占有70%以上的份額;另一家是國內(nèi)的復(fù)旦微電子，大概占據(jù)20%左右的份額。這兩家廠商的方案也代表了國內(nèi)主流智能電表廠商的設(shè)計方案。

　　復(fù)旦微電子FM3308控制芯片

　　國內(nèi)廠商復(fù)旦微電子推出了一組專門為國網(wǎng)單相智能電表而打造的FM33系列MCU芯片，以其中具有代表性的FM3308芯片為例，說明復(fù)旦微電子提供的智能電表解決方案。FM3308基于成熟的8051內(nèi)核，下圖是使用FM3308的國網(wǎng)單相智能電表解決方案。

　　由于復(fù)旦微電子的FM3308芯片是專門為國網(wǎng)智能電表而量身定做的，將智能電表所需的各種功能如MCU內(nèi)核、液晶驅(qū)動、實時時鐘以及I2C、7816等各種接口都集成在芯片中，因此以FM3308為主控芯片的智能電表設(shè)計方案能充分利用芯片的硬件固有功能，最大限度地簡化外圍設(shè)計，在保證整體設(shè)計功能滿足性能最優(yōu)的同時，降低系統(tǒng)成本。

　　芯片內(nèi)置硬件實時時鐘和液晶驅(qū)動電路，因此不需另外增加實時時鐘芯片和液晶驅(qū)動芯片，這樣可大大降低系統(tǒng)成本，簡化外圍電路設(shè)計。

　　MCU時鐘由內(nèi)部高頻/低頻振蕩器提供，從而摒棄傳統(tǒng)的外接晶體振蕩器，可簡化外圍電路，提高可靠性。FM3308芯片內(nèi)的高頻（8MHz）振蕩器精度可達8MHz±0.5%，完全滿足電能表使用要求。3路硬件串行接口分別用于紅外、485抄表和電力線載波通訊;2路7816接口用于ESAM和IC卡;I2C接口用于外接EEPROM存儲芯片。

　　瑞薩電子的R8C/Lx系列控制芯片

　　瑞薩電子進入電表市場已經(jīng)有十幾年時間，在中國電表應(yīng)用主控芯片市場占有最大的市場份額，并為客戶提供完整的參考方案。

　　瑞薩電子的R8C/Lx系列產(chǎn)品集成了看門狗，內(nèi)部復(fù)位電路，內(nèi)置液晶驅(qū)動，數(shù)據(jù)閃存等，不僅可以為客戶節(jié)約零部件成本，也節(jié)約芯片可利用管腳數(shù)，使芯片能夠得到最大程度的利用。

　　瑞薩電子的R8C/L38產(chǎn)品使用3串口設(shè)計，使客戶能夠?qū)崿F(xiàn)485通訊、紅外和智能卡通訊;內(nèi)置液晶驅(qū)動滿足4*40段碼的要求，將用電信息，電池信息，智能卡使用情況實時反映在顯示終端;硬件SSC、I2C接口實現(xiàn)MCU和時鐘芯片、計量芯片之間的通訊;大量的IO端口可以滿足按鍵，開蓋，繼電器等需要。

　　SoC方案未來可期

　　以前由于國網(wǎng)規(guī)范的限制，現(xiàn)在智能電表SoC方案還無法在國內(nèi)被采用，但是最新的規(guī)范在這方面未作限制，隨著SoC方案的逐漸成熟，以及在國外部分市場的批量使用帶來的示范效應(yīng)，在國內(nèi)電表產(chǎn)品成本壓力日趨增大的情況之下，SoC方案會在未來2～3年內(nèi)取得實質(zhì)性的突破。