智能电网的核心-GreenFire系统

当前，智能电网在当代的应用正变得越来越广泛。智能电网值得我们研究。现在让我们详细了解智能电网的核心-GreenFire系统。为了提高能源利用效率，一种叫做虚拟能源账户的新型能源会计系统应运而生，用于处理个人，家庭或公司的所有发电和消费。虚拟能源帐户使用网络技术来集成所有必需的信息。智能系统GreenFire系统包括用于能源使用和核算的新方法。 GreenFire系统由两个元素组成：传感器和服务器。传感器负责测量其所连接的设备的功率流。 GreenFire传感器的硬件设计具有多种替代技术。最合适的是基于Microsemi的SmartFusion系列的设计。每个SmartFusion设备都包含一个ARM Cortex-M3微控制器子系统，一个紧密集成的内置现场可编程门阵列（FPGA）和SRAM模块，以及一个可编程模拟模块。通过结合3种主要的电子硬件，SmartFusion可以将传感器插入插头并高度集成在设备内部。安全性是SmartFusion设备设计和制造的固有功能。理查德·纽维尔（Richard Newell）是Microsemi公司的战略营销产品计划和架构师，Cortex-M3是专门用于ARM控制应用的处理器内核。 SmartFusion Cortex-M3和SRAM的工作速度为100MHz，零延迟。在每个SmartFusion设备中，有两个独立的零等待状态嵌入式SRAM块和一个很大的嵌入式非易失性闪存块供用户使用。标准硬件外设包括10 / 100Mbp以太网MAC，两个SPI，I2C和UART串行端口，两个32位定时器和一个32位看门狗定时器。在GreenFire传感器中，FPGA体系结构用于实现某些DSP算法，例如快速傅立叶变换（FFT）。电源线的电压和电流由芯片上的模数转换器采样并数字化。采样序列使用FFT确定某些指标，例如功率因数和谐波含量。在某些情况下，可以通过分析的参数来判断所监视的系统是否正常，并且预警可以避免潜在的灾难性故障。与在微控制器中执行FFT算法相比，在FGPA架构中执行FFT算法可节省更多时间。此外，专用硬件FFT控制器比在通用微处理器体系结构上执行相同工作的软件更快，更省电。可信架构：GreenFire传感器中SmartFusion设备的安全功能为传感器硬件提供了信任基础。它检查存储在用户可访问存储器中的程序签名，以确保程序代码未被篡改。闪存的使用已成为基于SmartFusion架构的GreenFire系统的重要安全基础。它可以保存用于在芯片上建立安全网络通信的加密密钥和证书。 SmartFusion中内置的篡改检测电路使入侵者的工作更加困难。为了进一步保护重要程序代码的安全性，SmartFusion设备包括可以安全加载的专用硬件加速解密引擎。设计流程：使用与SmartFusion设备和GreenFire使用的软件和硬件环境一致的概念模型技术可以进一步加快开发速度。 GreenFire Workbench是使用Mathworks发行的MATLAB和Simulink工具设计的。首先，设计一种可以直接在文本中描述的硬件描述语言（硬件描述语言，HDL），例如Verilog或VHDL。可以从Microsemi SoC产品部门的网站上获取主要的链接库模块，例如FFT或GPIO。 Microsemi还提供了Mentor Graph的ModelSimVerilog和VHDL仿真器，它们可以在寄存器传输级（RTL）和门级（合成后）上执行逻辑仿真。另一种设计方法（特别适用于需要大量DSP的设计）是使用Simulink和Synphony HLS AE DSP模块链接库和生成工具插件。 Microsemi FPGA用户可以免费使用Synopsys工具，该工具可以捕获和模拟Simulink中的参数化框图，并使用它们为下游综合工具自动生成转换后的Verilog或VHDL。在FPGA设计通过上述一种或多种方法生成VHDL或Verilog之后，您可以使用Synopsys Synplify Pro编译器合成电路，并将设计从RTL转换为门级。然后，使用Libero IDE的布局并滚动