適合智能電網(wǎng)應(yīng)用的AM57x處理器

智能電網(wǎng)和能源行業(yè)正在不斷發(fā)展，變得越來(lái)越高效，不過(guò)這些高效率也帶來(lái)了特定的處理器需求。嵌入式處理技術(shù)可賦予智能電網(wǎng)“智能性”，因?yàn)槲覀円褂帽纫酝魏螘r(shí)候都多的邏輯來(lái)監(jiān)測(cè)和控制電力分配。在當(dāng)今這個(gè)技術(shù)變革的時(shí)代（被稱為工業(yè)4.0時(shí)代），欲滿足智能電網(wǎng)應(yīng)用的需求，TI的Sitara AM57x處理器是最合適的處理器，這應(yīng)歸功于它們功能強(qiáng)大的內(nèi)核組合。此類全新的處理器作為靈活的嵌入式解決方案，是保護(hù)繼電器、變電站以太網(wǎng)交換機(jī)、變電站網(wǎng)關(guān)和變電站控制器（RTU）等諸多智能電網(wǎng)及能源應(yīng)用的理想選擇。變電站自動(dòng)化是智能電網(wǎng)行業(yè)的重中之重，而AM57x處理器因具有芯片上可用的特殊內(nèi)核和外設(shè)，所以非常適合于那些面臨變電站特有挑戰(zhàn)的設(shè)計(jì)工程師。現(xiàn)在，我們將對(duì)一些這樣的外設(shè)以及它們具備的優(yōu)勢(shì)展開(kāi)深入探討。

保護(hù)繼電器的智能化程度現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都高；數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）用于分析時(shí)收效甚佳，這也是眾所周知的。就該器件而言，C66x DSP內(nèi)核可用來(lái)快速運(yùn)算進(jìn)入每個(gè)繼電器的大量采樣值數(shù)據(jù)。ARM?Cortex?-A15則可用于所有保護(hù)繼電器的應(yīng)用邏輯。兩種PRU-ICSS能提供多達(dá)四個(gè)端口的10/100以太網(wǎng)，非常適合將冗余及工業(yè)協(xié)議功能集成到產(chǎn)品中。PRU-ICSS內(nèi)核是可編程的確定性實(shí)時(shí)內(nèi)核，具有專用的接口。這些內(nèi)核能采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，可用來(lái)仿真傳統(tǒng)接口，從而提供對(duì)該領(lǐng)域已安裝器件的向后兼容性。

變電站控制器（或自動(dòng)化網(wǎng)關(guān)）通常是變電站監(jiān)測(cè)與自動(dòng)化的核心器件。在更新的保護(hù)繼電器納入的邏輯量與日俱增之際，變電站控制器也見(jiàn)證了邏輯量的不斷增加（這可能需要ARM Cortex-A15內(nèi)核的高性能）。使用配備了各種外設(shè)的處理器使開(kāi)發(fā)人員可訪問(wèn)保護(hù)繼電器中更多的相量監(jiān)測(cè)、控制和數(shù)據(jù)運(yùn)算，這樣就能把計(jì)算出的凈值轉(zhuǎn)發(fā)到變電站控制器。作為保護(hù)繼電器和操作員所轄控制室之間的橋接器，變電站控制器可對(duì)各種保護(hù)繼電器的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合、過(guò)濾與分類，并能將此類信息高效地傳送到實(shí)用后臺(tái)或控制室。ARM Cortex-A15內(nèi)核非常適用于這些聚合與過(guò)濾任務(wù)，并且可允許在變電站控制器或網(wǎng)關(guān)處完成故障記錄和數(shù)據(jù)記載等更高級(jí)別的任務(wù)。PRU-ICSS內(nèi)核對(duì)應(yīng)用特定任務(wù)和背板通信（在今天的變電站控制器中極為普遍）來(lái)說(shuō)是必不可少的。

智能電網(wǎng)以太網(wǎng)交換機(jī)是市場(chǎng)上的附加終端設(shè)備，可受益于滿負(fù)載的片上系統(tǒng)（SoC）。TI獨(dú)特的PRU-ICSS子系統(tǒng)非常適合將處理工業(yè)通信協(xié)議的任何交換機(jī)，因?yàn)檫@些子系統(tǒng)能在相同的硬件上支持多種協(xié)議，只涉及從協(xié)議到協(xié)議的改變所需的固件變化。借助兩個(gè)以太網(wǎng)端口（來(lái)自基于SoC的交換機(jī)）以及四個(gè)通過(guò)PRU-ICSS支持工業(yè)專用協(xié)議的端口，開(kāi)發(fā)人員總共能獲得六條線路，無(wú)需外部硬件。一些變電站架構(gòu)可把更多的數(shù)據(jù)分類和過(guò)濾應(yīng)用程序置于以太網(wǎng)交換機(jī)內(nèi)，而另一些變電站架構(gòu)則喜歡用變電站網(wǎng)關(guān)或控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。無(wú)論采用哪種方法，嵌入式處理器均可提供必要的處理能力來(lái)對(duì)大量數(shù)據(jù)流進(jìn)行分類和過(guò)濾，這在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用中變得越來(lái)越不可或缺。

這個(gè)快速發(fā)展的創(chuàng)新行業(yè)將繼續(xù)努力提高效率（在很大程度上要靠嵌入式處理技術(shù)來(lái)推動(dòng)才能取得進(jìn)展）。集成、通信、分析、高可靠性和實(shí)時(shí)控制都是整個(gè)行業(yè)反復(fù)提出的要求，如此可使具有高級(jí)外設(shè)和可擴(kuò)展性的全新系列嵌入式處理器成為智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)人員的絕佳選擇。

審核編輯：郭婷