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SoC芯片 防窃电电能表的安全保障

行业聚焦点中国仪表网2014年12月28日 15:49人气:6293

  【中国仪表网 行业聚焦点】随着电子式电能表在世界各国的大规模部署,芯片解决方案也由最初的分立的计量芯片、MCU芯片、实时时钟芯片、存储芯片、安全芯片、通信芯片、电源管理芯片和液晶驱动芯片整合成计量SoC芯片(集成计量功能、实时时钟、存储器和液晶驱动)、安全芯片和通信芯片,但由于政策和工艺的原因,国内市场中安全芯片和需要隔离的通信芯片仍然无法集成到SoC中。

  
  国内较为熟知的SoC分为两类:即在前面所述MCU基础上又集成实时时钟但没集成计量功能的半SoC,以及集成了实时时钟和计量功能的SoC芯片。但在国外,有厂商已经能把强电通信、电源管理等功能集成到一颗SoC中,不过实现的工艺成本和设计、测试成本都很高。此外,安全加密功能作为一个标准模块,可以集成到SoC中也并没有技术难度,很多芯片也已经具备这样的功能,但由于政策法规的因素,独立的加密芯片仍然具有较强的生命力。
  
  在电表市场实际开发过程中,SoC芯片的市场份额从无到有,已逐渐取得了一个可观的市场份额。不过未来虽然技术上可以实现所有功能的全集成,但从应用灵活性以及流片工艺成本的角度考虑,SoC芯片也并非功能集成越多越具有性价比优势。
  
  SoC芯片在海外市场,尤其是南亚、东南亚和南美等国家的防窃电应用市场是芯片解决方案的首选。SoC芯片适合防窃电应用的主要原因是在防窃电应用场景下,要求智能电表在电池供电下,需更根据各种窃电模式都能提供低功耗的、有精度要求的计量和显示功能。它隐含的要求就是计量模块与主MCU的功能管理模块必须在掉电下快速响应,在电池供电下快速通信。快速灵活多样的低功耗计量模式,这恰恰是集成了计量功能的SoC的优势。
  
  最初的防窃电电表功能相对简单,SoC芯片只要32k闪存就能覆盖基本需求,但目前越来越多的国家增加费率、事件等方面的要求,因此新推出的SoC芯片必须得配备更丰富的程序和数据存储容量。多功能电子式防窃电电表的发展过程中,也呈现出一些新的需求,由此SoC芯片的发展相应的也出现了一些新的趋势。
  
  未来SoC仍然会在防窃电电表市场占有主导地位,但在没有防窃电功能要求的智能电表市场的发展将受制于两个因素:
  
  一是功能规范。如果招标规范一成不变,高集成度的SoC仍然会是趋势;相反,如果智能电表功能多样化尤其是应用功能多样化,那么功能合理定义的多个SoC会在智能电表模块化的驱动下获得快速发展。
  
  二是工艺技术。智能电表设计需要解决的核心技术问题,如强电隔离供电、计量、事件监测和应用、隔离通信、安全加密等,随着半导体技术的进步,不同功能组合,尤其是强弱电功能集成在一颗芯片的流片技术、封装技术都将推动新的电表用SoC产品的发展,也必将推动智能电表向小型化、更可靠、低功耗和高速率的方向发展。
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