simonxian

#中国用户论坛#申请LPCXpresso54608应用于电力负控终端设计评估

Discussion created by simonxian on Feb 10, 2017

        很多年前曾经将LPC2138、LPC2214和LPC2220应用于公司电力负控产品的设计,当时设计其实并不简单,受限于芯片本身的资源和成本,所以才先后使用了三款MCU,后来随着ARM Cortex内核的风靡,索性更换成别家的ARM Cortex处理器,M0、M3都尝试过。经过这些年的技术发展,处理器的功能越来越强大,同样大小的IC上容量、外设、速度都有了长足的发展,LPC546xx系列MCU就很有诱惑力。从首批量产的型号来看,M4内核高达180MHz,FLash最大到512KB,RAM高达200KB,12bit ADC通道12路,32位定时器5个,还有RTC、CAN、SPI、USART、I2C、I2S、USB、SmartCard等常用外设,GPIO可高达171个,另外有的型号还带有TFT LCD驱动,这些硬件资源相当丰富,足以满足我们的设计需求。AES-256加密也是我们比较青睐的一个安全功能,我们产品的用电收费控制功能正需要此安全引擎。
>负控主要的功能是电能计量和负荷控制,电能计量相对简单,使用专门的计量芯片实现,MCU通过与计量芯片通讯来获得各种数据或对计量进行设置和校准,此处一般使用MCU的SPI接口或者USART;
>负荷控制主要是要接收一些遥测信号和输出一些控制信号,主要涉及MCU的GPIO。通讯一般也是用USART,可以连接GSM/GPRS或者CDMA模块等;
>红外通讯一般是必不可少的,也是使用USART的;
>使用SPI的外部Flash存储接口,外部Flash是必备的,速度和容量要兼顾,用于存储采集的数据,另外也可以用来存储规约协议等配置数据;
>使用GPIO的普通灰度点阵液晶模块的驱动和控制接口,或者直接使用高大上的TFT液晶驱动接口;
>USB接口可用于实现应用程序更新以及采集数据的转储;
>I2S可以用于语音处理环节,目前我们采用ISD芯片的方案,两种方案性价比对比还有待评估,如果直接使用该MCU实现,倒是可以节约一些PCB的面积;
>出于安全考虑,在运行中的设备一般不会使用以太网接入公共网络,而在局域网内,以太网通讯用于设备的调试、维护确实非常便捷,我们正考虑增加该功能。
        Cortex-M4内核是在Cortex-M3内核基础上发展起来的,其性能比Cortex-M3提高了20%,新增加了浮点、DSP、并行计算等,用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。LPC546xx高效的信号处理功能也是比较吸引人的地方,有了这个强大的计算引擎,我们仅用这一颗MCU应该就可以在实现上述基本负控功能的基础上同时实现电能质量分析,电能质量中很重要的就是谐波计算和分析,以往我们都是使用具有谐波输出功能的计量芯片或者单独再使用一颗MCU做谐波分析处理。现在,我们可以借助M4核的运算能力、ADC通道以及Flash存储来实现,这样又能节省一些外部电路开支。另外,数据的软件加解密算法在高速引擎下,也会大大提速。
        基于以上考虑,我觉得LPC546xx可以满足我们的设计需求,而LPCXpresso54608开发板上的液晶和按键还为我们提供了很好的人机交互界面,可以将采集的电能数据通过曲线图更加形象生动的展现出来,是一个很实用的快速评估工具。希望能有机会评估试用。

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