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    优化计量芯片 确保电表精度
上海贝岭股份有限公司电能计量部副总经理费宇航
        “从芯片角度而言，要重视芯片的系统性设计中的抗干扰问题。”

        一些半导体企业开始提供或正在研发将计量、MCU和集抄等集成在一起的SoC方案。在国外，一些SoC方案也获得应用。目前，国家电网公司的招标方案仍采用分立的架构。

        SoC方案尚未成为主流

        SoC方案还未在国内被采用主要有三方面的原因。其一是国内电力部门对SoC产品尚存疑虑，对电表来讲计量功能的可靠性是第一位的，单独的计量芯片经过20多年的发展，其主要生产企业在产品设计、生产制造、质量控制及服务等各方面已十分成熟，而SoC为近几年出现的产品，其产品的长期可靠性尚待验证。其二是SoC产品除计量部分外，另一个核心部分是MCU，因此在量产过程中将面临需要解决产品检验、质量控制、开发系统配套及服务等诸多新的问题，而目前大部分传统计量芯片产品公司尚缺少这方面的经验，部分企业前几年处于产品摸索推广阶段，市场上只有个别产品相对成熟。其三是SoC产品刚推出的时候，较其他方案并不具有明显的价格优势。
        近期，随着SoC产品的逐渐成熟和在国外部分市场的批量使用所积累的经验和示范效应，同时国内电表产品成本压力的日趋加大，以及国内IC设计公司的加入与推动，我认为两三年内会取得实质性的突破。

        增强可靠性是关键

        新智能电表标准采用了一些新的功能，例如采用ESAM芯片以保证费控部分的安全性，计量芯片也增加了很多新概念。要从核心芯片和整机设计两个方面保障电表的可靠性。从芯片角度而言，要重视芯片的系统性设计中的抗干扰问题，确保内部系统在外部电磁干扰情况下不死机，测量稳定。从设计角度而言，需要在芯片设计方面采取一些保护措施，例如新型电能计量芯片大都有增益和失调补偿寄存器，从而支持软件校表的实现，这些寄存器的读写保护就很重要，或者通过外部软件保护方式来保证内部校验寄存器数据的准确。否则，数据的安全性考虑不周的话，将直接导致电表精度的变化。
        上海贝岭在保障电表可靠性上也开展了一系列工作。我们加强了与国内主要电表生产企业的技术沟通，了解他们对计量芯片的具体功能和性能方面的要求以及电表整机试验检测方法。根据沟通结果在设计中对每一个可能影响可靠性的环节和部分采取相应的措施并进行模拟仿真验证。产品出样后，我们通过自制电表样机对样片进行测试以验证是否达到设计的要求。此后，还要通过与电表生产或设计企业合作，做进一步的测试验证。

        应避免价格战

        目前，产业链面临巨大的成本压力，有些环节由于过度地压缩成本，已没有利润空间，不利于产业链的创新。为保障合理的利润空间，我认为应从招投标规则入手，通过这些规则鼓励企业在产品技术创新方面作长期的投入和积累，防止生产企业只打价格一张牌，造成竞相低价投标的局面。
        除成本之外，新的智能电表方案在设计中还面临功耗、数据安全、智能计量通信、更严格的EMC/EMI要求等多个方面的挑战。上海贝岭已于2009年推出了符合国网智能电表要求的计量芯片BL652。我们仔细分析了国网新标准在功能和性能方面的要求，根据产品的特殊性，在满足性能要求的同时，在产品设计中重点考虑数据和通信接口的可靠性问题。在产品样品功能及性能指标满足要求的情况下，我们的主要关注点在芯片可靠性方面的设计试验和验证及修改设计工作方面。此外，在产品性能指标和可靠性方面达到设计要求的情况下，重点关注大批量生产中的产能保证、测试及质量控制流程，以满足大批量生产过程中的供货和质量控制要求。

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