探讨智能电网计量及合适的架构

嵌入模数转换器的DSP

采用嵌入模数转换器的DSP(见图2)的灵活性较上一种方法要低：并非所有独立的模数转换器也都嵌入了DSP，嵌入模数转换器的DSP的时钟频率是一定的，闪存容量是一定的，通信外设也是一定的。但其成本往往较低。


图2. 嵌入模数转换器的DSP/MCU。

带微控制器的AFE

使用带微控制器的模拟前端(AFE)(见图3)存在于一个专用标准产品(ASSP)中，其中包含正确数量的模数转换器以用于具体的单相或多相计量应用，以及一个计量引擎以用于计算系统通常要求的所有计量量。AFE由外部微控制器进行管理。


图3. 带MCU的能源计量AFE。

这种方法的优势在于：MCU的等级可以低于前面讨论的方法，因为它不需要计算所有计量量：这意味着更低的时钟频率、更低的闪存容量等。

开发人员只需集中精力管理AFE和外部接口，因为所有能源计量量都可以确保按AFE开发人员指定的规范进行计算。由于芯片制造商提供的微控制器系列具有多种时钟频率和闪存容量，因此，电表制造商可以非常有效地调整这种架构。

SoC

使用一个拥有嵌入了微控制器的模拟前端的片上系统(见图4)，需要能源计量模拟前端，并嵌入一个MCU。其优势在于，电表只有一个无所不能的芯片。最大的不足在于，开发人员无法针对具体规格选择正确的MCU，因而失去了灵活性。因此，这种架构难以按比例调节。


图4. 能源计量片上系统。