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GreenFire体系:智能电网的基地

2017-07-10 23:23分类:电工基础知识 阅读:

 

为了跋涉动力运喫苦率,一种名为虚拟动力账户的新形状动力记账体系应运而生,用于处理自个、家庭或公司悉数的发电量和花费。虚拟动力账户运用网络技术,集成悉数所需求的各种信息。
智能体系
GreenFire体系包富含关动力运用及计账的新办法。GreenFire体系由两个要件构成:传感器和效劳器。传感器担任丈量其所附着设备的功率流。GreenFire传感器硬件方案有多种可挑选的技术。最适宜的是依据Microsemi的SmartFusion系列的方案。
每个SmartFusion器材包含一个ARMCortex-M3微操控器子体系,一个内建严密联络的现场可编程门阵列(FPGA)和SRAM区块,以及一个可编程仿照区块。经过联络3个首要的电子硬件,SmartFusion能够把传感器放入插头和电器内部高度集成。而安全性则是SmartFusion器材方案和制造时与生俱来的功用。

Cortex-M3是ARM专门用于操控运用的处理器内核。SmartFusionCortex-M3和SRAM的作业速度为100MHz,零等候时刻。在每个SmartFusion器材中,有两个独立零等候状况的嵌入式SRAM区块和一个关于运用者的嵌入式非易失性闪存大区块。规范硬件外设包含一个10/100MbpEthernetMAC,SPI、I2C和UART串行埠各两个,两个32位守时器和一个32位看门狗守时器。
在GreenFire传感器中,FPGA架构被用于完毕某些DSP算法,如活络傅立叶改换(FFT)。电力线的电压和电流转过芯片上的模数改换器进行采样与数字化。采样序列透过FFT来挑选某些政策,如功率因数谐和波含量。在某些状况下,监测中的体系是不是正常能够由剖分出来的参数来差异,预先示警能够防止潜在的灾祸性缺陷发作。在FGPA架构中施行FFT算法,比在微操控器中施行,保留更多时刻。此外,一个专属的硬件FFT操控器,比在通用微处理器架构上施行一样作业的软件更快、更省电。
可信任架构
GreenFire传感器内的SmartFusion器材所具有的安全功用,供给了传感器硬件的可信任架构(rootoftrust)。它会查看贮存在用户可存取的内存内的程序签名,以确保程序代码没有被篡改。
Flash的运用,变成依据SmartFusion架构的GreenFire体系首要的安全根底。它能够保留芯片上用来树立安全网络通讯的加密密钥和证书。SmartFusion内建的篡改查看电路,使侵略者的作业变得愈加艰难。要进一步维护首要程序代码的安全,SmartFusion器材包含一个专属的硬件加快解密引擎,能够安全地加载。
方案流程
选用与SmartFusion器材和GreenFire所运用的软硬件环境相契合的概念模型技术,能够进一步加快开发的速度。GreenFireWorkbench运用Mathworks发行的MATLAB和Simulink东西来方案。
首要,方案能够直接用文字描写的硬件描写言语(hardwaredescriptionlanguage,HDL),如Verilog或VHDL。首要的联接库区块,如FFT或GPIO,可从MicrosemiSoC商品部网站取得。Microsemi还供给MentorGraph的ModelSimVerilog和VHDL仿真器,能够进行寄存器传输级(registertransferlevel,RTL)和门级(后期构成)的逻辑仿真。
另一种方案办法,格外适宜适需求许多DSP的方案,是运用Simulink和SynphonyHLSAEDSP区块联接库和生成东西插件。MicrosemiFPGA的用户可防止费运用Synopsys东西,能够在Simulink内抓取和仿照参数化的区块图,并用于主动发作转化往后的Verilog或VHDL,供下流构成东西运用。
当FPGA的方案以一种或多种上述说到的办法发作VHDL或Verilog后,就能够运用SynopsysSynplifyPro编译程序来构成电路,将方案从RTL改换到门级。然后,运用LiberoIDE的方案和布线东西来完毕在某个特定器材上的实习电路制造,这包含时序收敛和功率剖析。剩余的便是完毕处理监测数据。
为了跋涉功率,电力网络有必要改进并变得愈加智能。选用互联网技术,再加上一个安全、高集成的硬件途径,能够下降动力耗费,优化花费,下降花费者的本钱。依据MicrosemiSmartFusioncSoC的GreenFire体系能够作为这种新式智能电网的根底。

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