瑞薩電子推出支持智能電表國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（DLMS）的RL78/I1C系列微控制器

2016年8月25日，日本東京訊——全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子株式會(huì)社(TSE：6723)今日宣布向電表市場(chǎng)(特別是智能電表市場(chǎng))推出新款微控制器(MCU)。該新型RL78/I1C系列MCU旨在滿(mǎn)足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)DLMS(注1)的要求，增強(qiáng)了安全功能并提升了算術(shù)運(yùn)算速度。此外，RL78/I1C系列MCU還保留了上一代產(chǎn)品RL78/I1B系列的測(cè)量精度和低功耗特性。過(guò)去三年，RL78/I1B系列銷(xiāo)量達(dá)到3000萬(wàn)件。

近年來(lái)，在全球范圍內(nèi)，人們對(duì)電的需求日益增加，智能電表的使用范圍也迅速擴(kuò)大，以此鼓勵(lì)節(jié)約能源、支持電力行業(yè)開(kāi)放并防止偷電現(xiàn)象發(fā)生。世界各地每年安裝的符合DLMS標(biāo)準(zhǔn)并具備增強(qiáng)安全性能的智能電表的數(shù)量預(yù)計(jì)從2016年的3000萬(wàn)增加到2020年的1.1億(注2)。保證電表數(shù)據(jù)的安全性和降低電表價(jià)格已成為智能電表使用數(shù)量徒增的關(guān)鍵因素。因此，電表制造商正努力提升產(chǎn)品安全特性以支持DLMS標(biāo)準(zhǔn)，并采用公共平臺(tái)開(kāi)發(fā)不同的電表系統(tǒng)來(lái)減低開(kāi)發(fā)成本。

為滿(mǎn)足這些關(guān)鍵需求，瑞薩開(kāi)發(fā)了RL78/I1C系列智能電表MCU，該系列MCU支持DLMS，且利用了當(dāng)前RL78/I1B系列MCU的關(guān)鍵特性，例如：具有業(yè)界領(lǐng)先的低功耗和多種片上外設(shè)功能，可用于降低系統(tǒng)成本。

RL78/I1C系列新MCU提供七種版本，片上存儲(chǔ)容量包括：64KB(用于低端單相電表)、128 KB(用于高端單相電表)和256 KB(用于三相電表);封裝管腳數(shù)量包括：64管腳(滿(mǎn)足節(jié)省空間的需求)、80管腳(用于新興國(guó)家使用的單相電表、100管腳(旨在滿(mǎn)足高級(jí)應(yīng)用的單相電表)。

RL78/I1C微控制器(MCU)的主要特性：

(1) 能夠在單片上進(jìn)行電功率測(cè)量處理和DLMS處理，與雙片配置相比，功耗降低30%

在向通信模塊傳輸功率測(cè)量MCU測(cè)得的電表數(shù)據(jù)時(shí)，智能電表需要具備符合DLMS標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證和加密/解密功能。為此，RL78/I1C微控制器集成了一個(gè)AES(注3)硬件引擎。特別是，RL78/I1C是電表行業(yè)內(nèi)首款在硬件中執(zhí)行DLMS標(biāo)準(zhǔn)(注2)所要求的AES GCM加密(注4)模式的微控制器，與在現(xiàn)有瑞薩MCU上使用軟件處理的加密解密技術(shù)相比，該款微控制器可提供20倍或更高的速度提升(注5)。此外，片上鎖相環(huán)(PLL)可將最大工作頻率從24MHz提升到32MHz，而且32位乘法器/乘數(shù)累加器能夠顯著降低用24位 ΔΣs模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的24位數(shù)據(jù)計(jì)算軟件功率時(shí)強(qiáng)加的負(fù)荷，從而將算術(shù)運(yùn)算能力增強(qiáng)約30%。這就意味著使用一個(gè)單片可同時(shí)進(jìn)行電功率測(cè)量處理和DLMS處理。該RL78/I1C MCU可在執(zhí)行處理工作支持DLMS通訊的同時(shí)處理電功率測(cè)量工作。高達(dá)256KB的片上ROM可儲(chǔ)存進(jìn)行電力測(cè)量處理和DLMS處理的程序代碼。相較于雙片配置，它可以將功耗降低約30%;而相較于早期由功率測(cè)量和專(zhuān)用DLMS處理MCU組成的雙片解決方案，它可以降低系統(tǒng)成本。

(2)支持三相四線(xiàn)電表，從而支持單相到三相的新產(chǎn)品

事件鏈接控制器(注6)功能和調(diào)相功能可以與四通道24位ΔΣ模數(shù)轉(zhuǎn)換器和三通道10位逐次逼近寄存器(SAR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器配合使用。這樣可以按照三相四線(xiàn)電表的要求進(jìn)行七通道電流電壓測(cè)量。除傳統(tǒng)單相兩線(xiàn)和三相三線(xiàn)電表外，增加對(duì)三相四線(xiàn)電表的支持能夠讓電表制造商使用RL78/I1C作為公共平臺(tái)來(lái)開(kāi)發(fā)各種工業(yè)用和民用電表。

此外，瑞薩已將現(xiàn)有RL78/I1B的功能和特性擴(kuò)展到了新型MCU中，同時(shí)改進(jìn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，以實(shí)現(xiàn)在使用獨(dú)立電源和功率監(jiān)測(cè)功能操作期間待機(jī)模式的電流消耗達(dá)到0.7μA(典型值)。該操作模塊裝備了備用電池，即使在斷電的情況下，CPU和外設(shè)功能也可以繼續(xù)工作。

(3)電表模擬評(píng)估工具包和電表參考工具包有助于將開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短約25%，并降低開(kāi)發(fā)成本

全球市場(chǎng)對(duì)電表的需求正迅速增加，尤其是在新興市場(chǎng)國(guó)家。這就要求加快新型電表的開(kāi)發(fā)速度，以及更高效地利用當(dāng)前的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。通過(guò)在初始研究階段使用電表模擬評(píng)估工具包，無(wú)需實(shí)際編寫(xiě)程序即可開(kāi)始對(duì)RL78/I1C的性能特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估。電表參考工具包中包含實(shí)現(xiàn)測(cè)量功能的硬件和驅(qū)動(dòng)器以及高度可靠的DLMS庫(kù)。它可以用于電表開(kāi)發(fā)階段將開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短約25%(與自主開(kāi)發(fā)相比)，還可以降低成本。