智能電表一直是炒的比較熱的話題，而各大半導體廠商也是借著這股勢頭紛紛在推薦自己的產品和方案，今天就為大家簡單介紹下各家在智能電表領域的主要產品。

　　智能電網框圖

　　忍不住又用到了飛思卡爾官網上的這張貼圖，雖然圖上的標注并不一定完整，但是它為我們呈現了整個智能電網的一個框架。計量，作為電表最基本也是最重要的一個功能，圖中也醒目的標注出了。當然，作為智能電表，我們對它有了更多要求，而它如何能滿足人們多樣化的需求呢？首先，它必須要有一顆堅強的“芯”——MCU。

　　控制單元MCU比較

　　作為智能電表的大腦，MCU一直都是最重要的模塊，它負責著采樣數據的處理、顯示，也負責著對外數據流的交換，可以說它的性能直接決定了智能電表的性能。從目前主要的智能電表方案來看，所用的MCU基本都包括了液晶顯示接口，RTC實時時鐘，各類通信接口，如RS485，PLC，無線模塊等，當然針對不同價位的方案，配置也略有差異。下面看下主要半導體廠商的MCU產品：

　　1） 飛思卡爾，針對低、中、高端智能電表要求，飛思卡爾有S08MZ、S08GW系列，MCF51EM系列，以及Kinetis K30系列。飛思卡爾提供了8位和32位的微控制器解決方案，特別是MZ系列微控制器，是專門為中國智能電網的新標準定制的。

　　2）意法半導體，同樣也是8位和32位的MCU解決方案。STM8L低功耗系列主攻低端市場，STM32系列以及可以配置的微處理器SPEAr系列負責中高端市場。

　　3） 德州儀器，MSP430系列，是超低功耗的16位微控制器方案。

　　4） 愛特梅爾，從6腳Atmel tinyAVR到 megaAVR， AVR XMEGA， 32位 AVR、Cortex-M3、ARM7以及400MHz ARM9等眾多8位和32位微控制器。

　　從各家推出的方案來看，基本都是用8位控制器來做低端市場，中高端用32位控制器來做方案；而德州儀器主推16位MSP430系列來針對智能電表市場，對應低端市場，它有MSP430AFE2系列的產品，而對應中高端，它也有4系列的產品，與其他家相比只是市場策略不同而已。

　　電表因為應用的特殊要求，對能耗要求較高，所以各家的超低功耗產品也是必須特別提一下的。如飛思卡爾的S08GW系列、S08LL系列，意法半導體的STM8L、STM32L系列，德州儀器的MSP430AFE2xx以及MSP430FE47X2系列，愛特梅爾運用picoPower技術的tinyAVR、megaAVR和AVR XMEGA系列。

　　而在功能模塊SoC方案上，德州儀器似乎做的更好，低成本的MSP430FE47x2 MCU通過將 ESP 能量計算引擎與 2x16 位 Σ-Δ ADC、128 段 LCD 驅動器、高達 32KB 的閃存與 1KB 的 RAM、實時時鐘集成在一起，使得MCU 在系統組件上縮減到原來的五分之一。

　　MSP430FE47x2 MCU SoC方案使得MCU 在系統組件上縮減到原來的五分之一

　　通信方案比較

　　目前國內用得是RS485或者PLC載波通信方式。485通信需要另外布線，施工量太大，不方便大范圍實施；而載波通信目前國內完全是窄帶的FSK載波，這也存著不少問題，首先電力線的負載特性影響較大，容易造成通信信道的不穩定不可靠，而且FSK載波方案的傳輸速率不夠，達不到實時通訊的要求。

　　目前中東和歐洲正在部署PRIME或G3的標準，這是一種OFDM的載波通訊方式，速率在20K-100K能夠保障實時通訊的要求，這也是很多公司在推的一種方案；而針對目前的FSK調制技術，也有一些改進方案，以安森美半導體的S-FSK調制技術為例，針對電力線的特點，采用S-FSK和ASK自動切換的方式來應對最常見的窄帶干擾。一般情況下，PLC Modem工作在所謂S-FSK調制方式：兩個載頻分開的較遠 （》10 kHz）。如果有窄帶干擾影響了某一個載頻，Modem還可以利用另一個載頻通信。此時Modem工作在ASK調制方式。下面我們具體來看各家的產品：

　　1） 飛思卡爾，針對OFDM、S-FSK兩種載波方式的MC13260通信芯片；

　　2）意法半導體，針對OFDM方式的芯片有ST7590，B-FSK方式的有ST7538Q、ST7540，S-FSK方式的有ST7570，以及針對B-FSK， B-PSK， Q-PSK， 8-PSK多種調制方式的ST7580；

　　3） 愛特梅爾，有針對OFDM以及完全兼容PRIME通信模塊的ATPL2xx系列；

　　4）美信，主要在推G3通信方案，產品型號是MAX2992，屬于業內首款芯片；針對OFDM方式，美信也是業內第一個推出相應芯片的廠商，型號是MAX2990；

　　5） 德州儀器，基于C2000這個MCU平臺，可以靈活的為客戶定制針對SFSK，FSK、G3、PRIME、P1901.2 OFDM等標準的方案。與其他廠商采用ASIC專用芯片方式不同，德州儀器采用的是DSP方案。針對不同技術標準，用戶只要升級不同的軟件協議棧就可以推出相對應的方案，而無需進行硬件的更改。

　　無線方案中，各家基本以ZigBee為主，如飛思卡爾的MC13202、MC1322x，意法半導體的SPZB250、260等，德州儀器的CC2520/CC2530，以及CC2500/CC2550等，當然很多MCU本身就SoC無線模塊在里面了，如STM32W等，這里就不再累贅了。

　　安全功能比較

　　個人認為安全主要包括兩方面，一方面如何保證電表數據的安全，在掉電或其他情況下數據不會丟失，如何能夠防止篡改；另一方面，如何保證數據傳輸的安全，如何保證數據在傳輸時個人用戶的一些隱私信息是否安全等等。

　　目前的智能電表中都有ESAM安全模塊，基本可以滿足上述要求。而各家半導體廠商又都有哪些方案和產品來確保安全呢，具體來看下：

　　1）在防篡改方面，飛思卡爾有多種傳感器可供選擇，如加速度傳感器NMA745xL，接近傳感器MC33941，壓力傳感器MP3V5004等；

　　2）意法半導體在RTC（實時時鐘）有專用的管理芯片M41ST87W；當然一些MCU本身都帶RTC模塊，如飛思卡爾的MCF51EM256等等，也就不需要單獨的管理芯片了。

　　3） 德州儀器的ZigBee無線通信芯片是帶有AES128加密模塊的，而且其給用戶提供了多種加密算法，客戶可以靈活的選用和配置。

　　智能電表因為政府主導比例較大，所以與其他領域相比增長還是相對穩定，這也是各大半導體廠商競相追逐這塊市場的主要原因。

　　從產品和技術來看，各家也各有優勢，比如飛思卡爾，產品線比較全，智能電網大概念的產品它都有涉及，而且在傳感器方面的優勢，為智能電表在安全方面的設計提供了多種傳感器作選擇；意法半導體，提供了多系列的單片機選擇方案，而且各種功率模塊、電源芯片也為智能電表設計提供了多種選擇；德州儀器，MSP430，無論在功耗、還是性價比上都是智能電表方案中相當有競爭力的產品，而且德州儀器的很多SoC方案為產品設計更小、成本更低提供了可能。而且這些廠商都積極參與到各項標準的制定中去，為智能電表的更加完善提供助力。

　　其他一些半導體廠商也專注著一些特定的領域，相信它們在不久的將來在智能電表領域，也會有自己的一席之地。

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