飞思卡尔针对中国电网新标准推出新一代智能微控制器

智能微控制器MZ系列的中心议题：
    * 计量正反向有功电量，并测量功率因数
    * 支持时段电价或阶梯电价，并需增加ESAM芯片以保证费控部分的数据安全性
    * 支持多种抄表通讯模式，如红外、RS-485和电力线载波
    * 外壳模具统一，液晶屏、LED指示灯、按键、红外抄表和嵌入式载波通讯模块安装位置均完全固定
    * 除电量计量外还增加了大量的管理功能

智能电网作为下一代电网的发展模式，在全球范围内已获得广泛关注，世界各政府和企业对于建立智能电网来改进电能分配和节约电能的需求不断增大，纷纷积极地推进建设工作。作为全球规模领先的电力公司，中国国家电网公司(中国国网)对智能电网进行了全新的规划。

2009年，中国国家电网公司也宣布未来5年将会投资685亿元人民币，在全国范围内部署1.7亿块智能电表，其中75%为单相电表，25%为三相电表。2009年10月，国家电网公司正式发布了新的智能电表系列标准，对单相及三相智能电表的型式、技术和通用功能进行了规范和统一。

伴随中国国家电网新标准的推出，以及首批智能电表招标结果公示，多家核心处理器供应商毫不讳言将主动出击这一市场，努力提高市场份额。去年2月份iSuppli公司对MCU厂商在中国电表市场中的份额数据显示，NEC和瑞萨两家日系厂商占60%，Microchip占16%，TI占19%，飞思卡尔占3%。而去年末公布的首轮中标结果来看，飞思卡尔的份额已经比之前提高了一倍。

抓住市场重新洗牌的机遇

飞思卡尔半导体工业和多元市场微控制器部亚太区市场经理曾劲涛指出：“新标准的公布，以及国家电网统一招投标模式的推出，令所有厂商都面临着重新洗牌的机遇。”他表示，这一系列举动虽然被业界诟病有国进民退之嫌，但更意味着市场更加公开、透明，机遇多于挑战。

他介绍说，飞思卡尔因应市场需求推出专门针对中国国网应用的新一代智能微控制器MZ系列。这一系列MCU具备低成本和价格竞争力，可实现灵活解决方案，飞思卡尔同时提供创新和完整的智能电表参考设计，帮助开发人员设计出符合中国国网新标准的最佳方案。

“MZ系列MCU产品提供了丰富的资源，并且这些资源都得到了充分的利用，极高的性价比和完全的引脚兼容性是其两大优势所在。我们对此次的新产品充满信心，相信在第二批中标产品以及后续降低成本、优化设计的过程中，飞思卡尔的市场占有率还会进一步提高。”曾劲涛表示。

针对国网新标准量身定做

中国国网新标准为单相电表设计所提出的设计要求主要包括以下几点：1）基本计量功能增强，需要计量正反向有功电量，并测量线路电压、相线电流、零线电流、有功功率，甚至功率因数等；2）费控功能复杂，需要支持IC卡本地费控或载波远程费控，支持时段电价或阶梯电价，并需增加ESAM芯片以保证费控部分的数据安全性；3）需要支持多种抄表通讯模式，如红外、RS-485和电力线载波；4）外壳模具统一，液晶屏、LED指示灯、按键、红外抄表和嵌入式载波通讯模块安装位置均完全固定，极大限制了电子线路布局布线的灵活性；5）功能庞杂，除电量计量外还增加了大量的管理功能。

凭借多年对智能电网行业的关注和研究，以及对新标准进行充分研究，飞思卡尔推出5VMZ系列MCU和完整的电表参考设计，可谓是为中国国网电表量身定做，为开发者提供完整的即插即用解决方案，不仅能降低成本和加快面市时间，更将加速一体化智能电网的建设。

该系列8位处理器芯片集成60KB、96KB或128KB闪存，提供64引脚LQFP封装。MZ系列微控制器还提供32位处理器芯片，集成256KB闪存，以提供足够的程序和数据空间。MZ系列中的所有芯片都可以实现64引脚芯片完全兼容，用户无需修改PCB布线就能进行产品升级。此外，芯片中还内置了时钟管理、电源管理、模拟、定时器与触发器等模块，并提供多种串行接口和大量I/O端口。

所提供的一站式参考设计包含必要的硬件和软件，完全符合中国国网电表新标准，可大大简化智能电表开发，加快产品上市速度。曾劲涛强调说：“MZ系列8位到32位所有MCU都可以脚对脚完全兼容的供应商仅有飞思卡尔一家。”另外，单相多功能表和三相多功能表也采用同一的开发工具，为开发者节约开发成本。

MZ系列MCU均为不带片上LCD的产品。曾劲涛解释说：“对于中国国网新标准来说，具有片上LCD的MCU存在以下几方面的缺点：首先，MCU上需要太多的LCD引脚连接，印版布线非常麻烦；其次，不合理的布局布线容易造成整体EMC和ESD性能降低；第三，带片上LCD的MCU缺乏后续系统扩充或移植的灵活性。基于这些原因，我们此次主推不带LCD的MCU产品，为客户提供多供应商选择的机会。”

在电源电压选择上飞思卡尔也有自己的考虑。曾劲涛表示，有些厂商出于功耗方面的需求而选择了3V方案，而飞思卡尔认为，由于电表中的计量芯片和载波模块都要求5V接口，因此，采用3V芯片会增加系统的设计成本，降低系统可靠性。为了简化系统设计，飞思卡尔此次推出的均为5V芯片，芯片内部的电源管理单元可使内部电压降至3V以下，以降低功耗。交流掉电后MCU可进入电池供电的低功耗休眠模式，内部用于监测电池电压的ADC模块采用独立时钟，周期性唤醒，从而进一步降低了功耗。

在电源设计方面，MCU主板和前端计量板直接共地，交流供电和电池供电通过简单的二极管通路切换，交流供电及电池电压可以直接送片上ADC进行掉电检测，从而省去了一般设计用于掉电检测和电池检测的电压比较器。在实时时钟方面，外置RTC芯片和MCU通过I2C总线控制，读取时钟参数，可实现单片机自身内部时钟的频率校准。计量部分采用外置计量芯片，MCU通过SPI总线对芯片进行配置和数据读取，MCU软件配合来实现软件校表，能实现电流和电压的零偏校准。此外，在数据通讯方面，RS-485通讯支持最高速率19200bps，而红外抄表通讯可支持1200/2400bps，载波通讯基于片上硬件SCI模块可实现MCU和载波模块之间的9600bps串行通信。交流掉电后，MCU进入低功耗休眠模式，通过内部实时计数器定时唤醒，系统整体功耗可低于7uA。

由于目前国网新标准仍然采用分立的方案，但业内对智能电表技术有SoC化趋势上拥有普遍共识，不过时间上倒也为各大供应商提供了技术准备的缓冲期。曾劲涛也透露说，飞思卡尔也相信这一趋势的必然性，将积极做好其它领域的技术储备，一旦下一代标准出台，他们也将推出新的解决方案。