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瑞萨电子推出支持智能电表国际标准(DLMS)的RL78/I1C系列微控制器

关键词:瑞萨电子 智能电表国际标准 RL78/I1C系列微控制器

时间:2016-09-02 09:37:05      来源:中电网

瑞萨电子株式会社今日宣布向电表市场(特别是智能电表市场)推出新款微控制器(MCU)。该新型RL78/I1C系列MCU旨在满足国际标准DLMS(注1)的要求,增强了安全功能并提升了算术运算速度。

瑞萨电子株式会社(TSE:6723)今日宣布向电表市场(特别是智能电表市场)推出新款微控制器(MCU)。该新型RL78/I1C系列MCU旨在满足国际标准DLMS(注1)的要求,增强了安全功能并提升了算术运算速度。此外,RL78/I1C系列MCU还保留了上一代产品RL78/I1B系列的测量精度和低功耗特性。过去三年,RL78/I1B系列销量达到3000万件。

近年来,在全球范围内,人们对电的需求日益增加,智能电表的使用范围也迅速扩大,以此鼓励节约能源、支持电力行业开放并防止偷电现象发生。世界各地每年安装的符合DLMS标准并具备增强安全性能的智能电表的数量预计从2016年的3000万增加到2020年的1.1亿(注2)。保证电表数据的安全性和降低电表价格已成为智能电表使用数量徒增的关键因素。因此,电表制造商正努力提升产品安全特性以支持DLMS标准,并采用公共平台开发不同的电表系统来减低开发成本。

为满足这些关键需求,瑞萨开发了RL78/I1C系列智能电表MCU,该系列MCU支持DLMS,且利用了当前RL78/I1B系列MCU的关键特性,例如:具有业界领先的低功耗和多种片上外设功能,可用于降低系统成本。

RL78/I1C系列新MCU提供七种版本,片上存储容量包括:64KB(用于低端单相电表)、128 KB(用于高端单相电表)和256 KB(用于三相电表);封装管脚数量包括:64管脚(满足节省空间的需求)、80管脚(用于新兴国家使用的单相电表、100管脚(旨在满足高级应用的单相电表)。

RL78/I1C微控制器(MCU)的主要特性:

(1) 能够在单片上进行电功率测量处理和DLMS处理,与双片配置相比,功耗降低30%

在向通信模块传输功率测量MCU测得的电表数据时,智能电表需要具备符合DLMS标准的认证和加密/解密功能。为此,RL78/I1C微控制器集成了一个AES(注3)硬件引擎。特别是,RL78/I1C是电表行业内首款在硬件中执行DLMS标准(注2)所要求的AES GCM加密(注4)模式的微控制器,与在现有瑞萨MCU上使用软件处理的加密解密技术相比,该款微控制器可提供20倍或更高的速度提升(注5)。此外,片上锁相环(PLL)可将最大工作频率从24MHz提升到32MHz,而且32位乘法器/乘数累加器能够显著降低用24位 ΔΣs模数转换器转换的24位数据计算软件功率时强加的负荷,从而将算术运算能力增强约30%。这就意味着使用一个单片可同时进行电功率测量处理和DLMS处理。该RL78/I1C MCU可在执行处理工作支持DLMS通讯的同时处理电功率测量工作。高达256KB的片上ROM可储存进行电力测量处理和DLMS处理的程序代码。相较于双片配置,它可以将功耗降低约30%;而相较于早期由功率测量和专用DLMS处理MCU组成的双片解决方案,它可以降低系统成本。

(2)支持三相四线电表,从而支持单相到三相的新产品

事件链接控制器(注6)功能和调相功能可以与四通道24位ΔΣ模数转换器和三通道10位逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器配合使用。这样可以按照三相四线电表的要求进行七通道电流电压测量。除传统单相两线和三相三线电表外,增加对三相四线电表的支持能够让电表制造商使用RL78/I1C作为公共平台来开发各种工业用和民用电表。

此外,瑞萨已将现有RL78/I1B的功能和特性扩展到了新型MCU中,同时改进实时时钟,以实现在使用独立电源和功率监测功能操作期间待机模式的电流消耗达到0.7μA(典型值)。该操作模块装备了备用电池,即使在断电的情况下,CPU和外设功能也可以继续工作。

(3)电表模拟评估工具包和电表参考工具包有助于将开发时间缩短约25%,并降低开发成本

全球市场对电表的需求正迅速增加,尤其是在新兴市场国家。这就要求加快新型电表的开发速度,以及更高效地利用当前的专业知识。通过在初始研究阶段使用电表模拟评估工具包,无需实际编写程序即可开始对RL78/I1C的性能特点进行评估。电表参考工具包中包含实现测量功能的硬件和驱动器以及高度可靠的DLMS库。它可以用于电表开发阶段将开发时间缩短约25%(与自主开发相比),还可以降低成本。

价格和供货情况

RL78/I1C的样品现已开始供应。视内存容量、封装和管脚数量而定,其价格会有所不同。预计2016年8月开始量产,到2017年9月月出货量有望达到200000件。(产品价格和供货情况如有变更,恕不另行通知。)

瑞萨将继续开发RL78/I1C MCU等高度可靠的解决方案,以促进扩大电表的测量范围、保证通讯能力,并为智能电表的广泛应用贡献力量。

请查阅规格表(PDF: 145 KB)了解RL78/I1C的主要规格。

规格表

RL78/I1C微控制器产品规格

系列名称

RL78-I1C

管脚数量

64管脚

80管脚

80管脚

100管脚

设备名称

R5F10NLE/G

R5F10NME/G

R5F10NMJ

R5F10NPJ/G

代码闪存 (KB)

64K-128K

64K-128K

256K

128K-256K

数据闪存 (KB)

4 K

随机存储器(KB)

6K-8K

6K-8K

16K

8K-16K

系统时钟

外部

高速时钟 1 MHz-20 Mhz,低速时钟 32.768KHz

片上振荡器时钟

高速时钟 1.5 MHz-24 Mhz,中速时钟 1 MHz-4 Mhz,低速时钟 15 kHz

锁相环(PLL)时钟

-

32KHz

HOCO 时钟频率校准功能

支持

24位ΔƩ 模数转换器

输入通道数量

4通道

3通道

3通道

4通道

信号噪音失真比(SNDR)

-80 dB (增益 x 1)

采样频率

3.906 kHz/1.953 kHz

PGA

x1, x2, x4, x8, x16, x32

内部基准温度(温度系数)

0.8 V (10ppm/°C)

过零点检测

硬件(HW)过零点检测

8/10位模数转换器

4通道

6通道

32位乘数累加器

支持

LCD

片段//COM

15/8, 19/4

30/8, 34/4

30/8, 34/4

38/8, 42/4

LCD驱动电压生成方法

内部电压提升/电容分离/外部电阻分离

定时器功能

16位定时器阵列单元:8通道/12位间隔定时器:1通道/8位间隔定时器:4通道

独立电源实时时钟(RTC)

1通道

串行I/F

CSI0/UART0/简单 I2C0

1通道

CSI1/UART1/简单 I2C1

1通道

UART2/IrDA

-

1通道

CSI3/UART3/简单 I2C3

1通道

多主机 I2C

1通道

数据传输控制器

29个数据源

31个数据源

事件链接控制器

事件生成器(22种);事件输出选择(5种)

备用电源功能

CPU

VDD/VBAT

ΔƩ 模数转换器

VDD/VBAT

实时时钟(RTC)

VRTC(独立电源)

电压检测(低电压指令)

内部VDD、VDD管脚、VBAT管脚、VRTC管脚、外部管脚

AES HW

Cipher模式 GCM/ECB/CBC;加密密钥长度 128/192/256位

关键中断功能

5管脚

8管脚

其他外围功能

看门狗定时器、上电复位(ROR)、安全功能

电源电压范围

1.7 V-5.5 V

操作环境温度

-4°C-85°C

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