适合智能电网应用的 AM57 x 处理器

智能电网和能源行业正在不断发展,变得越来越高效,不过这些高效率也带来了特定的处理器需求。嵌入式处理技术可赋予智能电网“智能性”,因为我们要使用比以往任何时候都多的逻辑来监测和控制电力分配。在当今这个技术变革的时代(被称为工业4.0时代),欲满足智能电网应用的需求,TI的Sitara AM57x处理器是最合适的处理器,这应归功于它们功能强大的内核组合。此类全新的处理器作为灵活的嵌入式解决方案,是保护继电器、变电站以太网交换机、变电站网关和变电站控制器(RTU)等诸多智能电网及能源应用的理想选择。变电站自动化是智能电网行业的重中之重,而AM57x处理器因具有芯片上可用的特殊内核和外设,所以非常适合于那些面临变电站特有挑战的设计工程师。现在,我们将对一些这样的外设以及它们具备的优势展开深入探讨。

保护继电器的智能化程度现在比以往任何时候都高;数字信号处理器(DSP)用于分析时收效甚佳,这也是众所周知的。就该器件而言,C66x DSP内核可用来快速运算进入每个继电器的大量采样值数据。ARM®Cortex®-A15则可用于所有保护继电器的应用逻辑。两种PRU-ICSS能提供多达四个端口的10/100以太网,非常适合将冗余及工业协议功能集成到产品中。PRU-ICSS内核是可编程的确定性实时内核,具有专用的接口。这些内核能采用C语言进行编程,可用来仿真传统接口,从而提供对该领域已安装器件的向后兼容性。

 

变电站控制器(或自动化网关)通常是变电站监测与自动化的核心器件。在更新的保护继电器纳入的逻辑量与日俱增之际,变电站控制器也见证了逻辑量的不断增加(这可能需要ARM Cortex-A15内核的高性能)。使用配备了各种外设的处理器使开发人员可访问保护继电器中更多的相量监测、控制和数据运算,这样就能把计算出的净值转发到变电站控制器。作为保护继电器和操作员所辖控制室之间的桥接器,变电站控制器可对各种保护继电器的数据进行聚合、过滤与分类,并能将此类信息高效地传送到实用后台或控制室。ARM Cortex-A15内核非常适用于这些聚合与过滤任务,并且可允许在变电站控制器或网关处完成故障记录和数据记载等更高级别的任务。PRU-ICSS内核对应用特定任务和背板通信(在今天的变电站控制器中极为普遍)来说是必不可少的。

 

智能电网以太网交换机是市场上的附加终端设备,可受益于满负载的片上系统(SoC)。TI独特的PRU-ICSS子系统非常适合将处理工业通信协议的任何交换机,因为这些子系统能在相同的硬件上支持多种协议,只涉及从协议到协议的改变所需的固件变化。借助两个以太网端口(来自基于SoC的交换机)以及四个通过PRU-ICSS支持工业专用协议的端口,开发人员总共能获得六条线路,无需外部硬件。一些变电站架构可把更多的数据分类和过滤应用程序置于以太网交换机内,而另一些变电站架构则喜欢用变电站网关或控制器来实现这些功能。无论采用哪种方法,嵌入式处理器均可提供必要的处理能力来对大量数据流进行分类和过滤,这在智能电网基础设施应用中变得越来越不可或缺。

 

这个快速发展的创新行业将继续努力提高效率(在很大程度上要靠嵌入式处理技术来推动才能取得进展)。集成、通信、分析、高可靠性和实时控制都是整个行业反复提出的要求,如此可使具有高级外设和可扩展性的全新系列嵌入式处理器成为智能电网设计人员的绝佳选择。

 

欢迎下周再回来看看,届时我们将讨论AM57x处理器能帮开发人员实现的其它工业应用。

原文链接:

http://e2e.ti.com/blogs_/b/process/archive/2015/10/21/am57x-processors-for-smart-grid-applications