智能計(jì)量的主要驅(qū)動(dòng)力在于人類對(duì)未來能源和環(huán)境狀況的擔(dān)憂，對(duì)能源使用更智能的管理可減少浪費(fèi)，緩解人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的壓力。智能計(jì)量的主要功能除了對(duì)能源消耗的測(cè)量、控制和對(duì)系統(tǒng)的故障的診斷外，還強(qiáng)調(diào)了不同系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，使嵌入式產(chǎn)品如MCU等，與無線技術(shù)緊密結(jié)合，是突破嵌入式技術(shù)的新興快速增長(zhǎng)領(lǐng)域。

　　MCU如何實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的智能性

　　飛思卡爾半導(dǎo)體(Freescale)是智能電表MCU產(chǎn)品的代表廠商之一，其于2010年初面向中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)對(duì)智能電表的標(biāo)準(zhǔn)推出了MZ60系列MCU。隨后為滿足市場(chǎng)需求，飛思卡爾繼續(xù)擴(kuò)大其新一代智能MCU陣容，推出定位全球計(jì)量市場(chǎng)的高度集成的單芯片方案，包括適用于單相電表和流量表應(yīng)用的低功耗、經(jīng)濟(jì)高效的8位MC9S08GW6微控器，和面向計(jì)量應(yīng)用的超低功耗LCD MCU—MC9S08LH64/36，同時(shí)大舉提高針對(duì)智能計(jì)量表市場(chǎng)的MCF51EM 32位ColdFire V1系列產(chǎn)量，為迅速開發(fā)出符合不同要求的智能電表產(chǎn)品提供強(qiáng)大的專業(yè)技術(shù)支持。

　　智能計(jì)量繼續(xù)表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。智能電網(wǎng)的普及為相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來巨大的發(fā)展機(jī)遇，智能電表受到產(chǎn)業(yè)拉動(dòng);但伴隨著對(duì)電表功能和性能需求的提高，成本壓力也逐漸增大。飛思卡爾認(rèn)為，智能電表對(duì)MCU的技術(shù)挑戰(zhàn)主要有以下幾點(diǎn)：系統(tǒng)成本、系統(tǒng)功耗、掉電和電表失效時(shí)的數(shù)據(jù)保存、防盜電、日趨復(fù)雜的電表設(shè)計(jì)對(duì)各種接口和通信模塊的需求、更加嚴(yán)格的EMC/EMI需求、與傳感器的接口、安全的現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)能力等。另外從市場(chǎng)需求層面看，智能電表方案面臨的最大挑戰(zhàn)是成本，同時(shí)成本也是整個(gè)智能電網(wǎng)概念的最核心驅(qū)動(dòng)力，其牽動(dòng)了從電廠、傳輸，到最終端家庭用戶的所有環(huán)節(jié)，因此也牽動(dòng)了為這些環(huán)節(jié)提供方案的半導(dǎo)體廠商。

　　飛思卡爾工業(yè)和多元市場(chǎng)微控制器部亞太區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理曾勁濤表示，智能電網(wǎng)需要以下幾個(gè)核心模塊來實(shí)現(xiàn)智能化：計(jì)量網(wǎng)關(guān)(Metering Gateway)、AMI(自動(dòng)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施)、AMM(自動(dòng)計(jì)量管理模塊)和AMR(自動(dòng)讀表)。其中計(jì)量網(wǎng)關(guān)為用戶提供寬帶網(wǎng)絡(luò)支持;AMI是智能電網(wǎng)的主干，可實(shí)現(xiàn)雙向電網(wǎng)和資源的優(yōu)化;AMM主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理和計(jì)費(fèi)，保證功耗等信息的質(zhì)量;AMR則為關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供支持，提供遠(yuǎn)程讀表功能，可配置為內(nèi)部或外部模塊(圖1)。

　　圖1，飛思卡爾的智能電網(wǎng)構(gòu)想，其可為AMI、AMM、AMR提供產(chǎn)品和技術(shù)。

　　德州儀器(TI)近期也將目光瞄準(zhǔn)成長(zhǎng)中的MCU市場(chǎng)。收購Luminary后，TI構(gòu)建起完整的MCU產(chǎn)品陣營(yíng)。TI認(rèn)為，隨著汽車與工業(yè)電子等主力市場(chǎng)的逐漸回暖，消費(fèi)電子、智能家居、移動(dòng)計(jì)算、智能電表以及醫(yī)療電子等新興應(yīng)用市場(chǎng)迅猛發(fā)展，其在MCU領(lǐng)域基本形成了超低功耗MSP430(MCU)、基于Cortex-M3的Stellaris 系列處理器及高性能 C2000實(shí)時(shí)控制器等幾大平臺(tái)，以低功耗、高通用性及高性能等不同特性，提供能滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域的MCU產(chǎn)品。

　　TI的16位MP430系列是TI廣泛用于智能電表的代表性MCU產(chǎn)品;其中MSP430FE42X系列將計(jì)量模塊直接嵌入在MSP430內(nèi)部，組成集成計(jì)量芯片的單向電表MCU方案，使電表的設(shè)計(jì)難度和成本都得到降低。當(dāng)然，MSP430FE42x并不是電能計(jì)量模塊與MSP430的簡(jiǎn)單結(jié)合，它還提供了對(duì)內(nèi)部模塊的控制。如果用在單相電表的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者可以直接啟動(dòng)內(nèi)部電能計(jì)量模塊ESP430;而對(duì)于其它需要16位A/D的產(chǎn)品時(shí)，則可以禁止ESP430模塊，直接對(duì)前置可變?cè)鲆娣糯笃骱虯/D轉(zhuǎn)換器控制，是其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中有很大的靈活性。

　　MSP430FE42x具有三個(gè)通道獨(dú)立的16位Sigma-Delta架構(gòu)ADC，并非如通常單片機(jī)那樣采用模擬開關(guān)切換分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法。此外，MSP430FE42x還內(nèi)置16位計(jì)時(shí)器，LCD驅(qū)動(dòng)、14個(gè)I/O接腳、放盜電功能等。