ASMgrid2

Drugą po platformie ASMgrid1 rodziną układów opracowanych przez firmę Accent jest ASMgrid2. Składają się na nią trzy układy o różnej konfiguracji sprzętowej: ASM201, ASM211 i ASM221. Na rys. 4 przedstawiona została ich funkcjonalność. Dla każdego układu producent przygotował zestaw ewaluacyjny. Opisaliśmy je tutaj.

Rys. 4. ASMgrid2

ASM201

Pierwszym z układów rodziny ASMgrid2 jest ASM201 (rys. 5). Bazuje on na taktowanym częstotliwością do 192 MHz rdzeniu ARM926EJ. W układzie zintegrowano pamięć (16 kB cache, 32 kB Flash, 64 kB SRAM) oraz szereg funkcjonalnych zasobów, do których należą zarówno standardowe peryferia takie jak moduł DMA, timery, kontroler wyświetlacza LCD, porty I/O, Watchdog, przetwornik A/C, kontroler pamięci zewnętrznej (SDRAM, NAND/NOR Flash, SRAM), zegar czasu rzeczywistego, czujnik temperatury, moduł szyfrujący AES i interfejsy komunikacyjne  (UART, SPI i I2C), jak również peryferia specjalnie przeznaczone na potrzeby aplikacji Smart Grid, do których należy układ komunikacji bezprzewodowej oraz moduł do pomiaru energii elektrycznej.

Rys. 5. ASM201

Układ radiowy pozwala na transmisję w standardzie IEEE 802.15.4 (z protokołem ZigBee) w paśmie 2.4 GHz. Zużycie prądu, jak również parametry układu radiowego są takie same jak w przypadku układu radiowego zintegrowanego w układzie ASMgrid1.

W układzie ASM201 zintegrowano moduł do pomiaru energii elektrycznej, którym jest silnik AEMET. Wykonuje on pomiary z dokładnością 0.1% w zakresie dynamiki 2000:1. Częstotliwość próbkowania wynosi 12.8 kHz.

ASM201 oferowany jest w obudowie 196LFBGA i 240BGA. Układ może być zasilany z pojedynczego źródła napięcia od 2.4 do 3.6 V lub z podwójnego źródła napięcia 1.8/3.3 V. ASM201 został dostosowany do pracy w zakresie temperatur od -40 do +85 °C.

ASM211

Drugim układem z rodziny ASMgrid2 jest ASM211 (rys. 6), który powstał w oparciu o rdzeń ARM Cortex-M0 pracujący z częstotliwością do 88 MHz (80 DMIPS). W układzie znajduje się pamięć SRAM, Flash i ROM o pojemności odpowiednio 32 kB, 64 kB i 8 kB. Wyposażenie układu obejmuje interfejsy komunikacyjne (SPI i UART), porty I/O, timery, Watchdog i moduł DMA. Dodatkowym zasobem przeznaczonym do aplikacji Smart Grid jest modem i nadajnik-odbiornik radiowy SUNFX-4G.

Rys. 6. ASM211

SUNFX-4G może zostać wykorzystany do realizacji komunikacji radiowej IEEE 802.15.4 w paśmie 863 – 870 MHz (pasmo dostępne dla Europy), 902 – 928 MHz (Stany Zjednoczone) lub 915 – 923.5 MHz (Korea) z prędkością do 800 kb/s. Wiadomości mogą być transmitowane z wykorzystaniem modulacji FSK, (G)FSK i OFDM w opcji 1, 2 i 3. Szerokość pasma może wynosić od 200 kHz do 1.2 MHz. Przykładowa czułość odbiornika wynosi -101 dBm (prędkość 50 kb/s, modulacja FSK), -118 dBm (50 kb/s, OFDM) i -101 dBm (800 kb/s, OFDM). Moc wyjściowa może mieć wartość do 0 dBm. Pobór prądu układu radiowego w trybie standby wynosi 2 mA.

ASM211 oferowany jest w obudowie 56QFN. Układ ten podobnie jak w przypadku ASM201 może być zasilany z pojedynczego źródła napięcia od 2.4 do 3.6 V lub z podwójnego źródła napięcia 1.8/3.3 V i jest dostosowany do pracy w zakresie temperatur od -40 do +85 °C.

ASM221

Ostatnim układem z rodziny ASMgrid2 jest ASM221 (rys. 7) z rdzeniem ARM Cortex-M3 taktowanym do 88 MHz (105 DMIPS). Wśród zasobów wewnętrznych znaleźć można pamięć Flash (o pojemności 512 kB) i SRAM (64 kB), moduł DMA, timery, porty I/O, Watchdog, przetwornik A/C, kontroler pamięci zewnętrznej (SDRAM, NAND/NOR Flash, SRAM), zegar czasu rzeczywistego, czujnik temperatury, moduł szyfrujący AES i interfejsy komunikacyjne (UART, SPI i I2C). Do dedykowanych dla Smart Grid peryferii należy układ AFE (Analog Front End) z modemem dla komunikacji PLC o nazwie SUNFX- PLC oraz silnik AEMET do pomiaru energii elektrycznej.

Rys. 7. ASM221

Moduł SUNFX- PLC umożliwia przesyłanie danych po liniach zasilania zgodnie z protokołem G3, PRIME i IEEE 1901.2. Do transmisji może zostać wykorzystana modulacja DBPSK, DQPSK lub D8PSK, a dane mogą być przesyłane z prędkością do 128 kb/s.

Wbudowany w ASM221 silnik AEMET wykonuje pomiary zużycia energii elektrycznej z dokładnością 0.1%. Zakres dynamiki wynosi 10000:1.
ASM221 oferowany jest w obudowie 196LFBGA i 128QFP. Analogicznie do dwóch poprzednich układów, ASM221 może być zasilany z pojedynczego źródła napięcia od 2.4 do 3.6 V lub z podwójnego źródła napięcia 1.8/3.3 V oraz został dostosowany do pracy w zakresie temperatur od -40 do +85 °C.

Podsumowanie

W ofercie firmy Accent znajdują się układy umożliwiające projektowanie aplikacji Smart Grid zoptymalizowanych pod kątem wysokiej wydajności i funkcjonalności, małej ilości komponentów składowych oraz niskiego kosztu budowy. Ponadto narzędzia w postaci środowiska rozwojowego, bibliotek, stosów i zestawów ewaluacyjnych przyspieszają wprowadzenie produktów na rynek i skracają proces ich certyfikacji. Dzięki tym zaletom rozwiązania firmy Accent stanowią ciekawą propozycję dla firm produkujących mierniki dla inteligentnych systemów elektroenergetycznych Smart Grid.

Bibliografia