虽然基于无处不在的电力线的网络没有以太网或Wi-Fi(仅举两个例子)的魅力和速度,但它们是一种硬件和成本效益高的能源管理和构建智能电网的解决方案。为了满足他们独特的接口需求,以及不同国家和公用事业公司之间使用的多种协议,微芯片开发了PL360B电力线调制解调器IC。它实现了一系列现有和新兴的行业标准电源线通信(PLC)协议,包括ITU G.9903(G3-PLC)和ITU G.9904(Prime),以及Cenelec-,FCC-和ARIB-兼容的应用程序。
该可编程PLC调制解调器支持高达500 kHz的频带中的窄带操作(图。1)。临界前端接口包括可编程增益放大器(PGA),具有用于在宽动态范围内的模数转换器操作的自动增益控制(AGC)。数模转换器和传输驱动器支持直线驱动或外部类D放大器驱动,以及数字传输电平控制。此外,该设备支持用于PLC信号的两个独立的传输分支。
1.来自Microchip Technologies的PL360B IC解决了实现电力线调制解调器的挑战,满足多种行业和监管标准。
除了接口外,IC还实现了一种高性能架构,将CPU,特定协处理器用于数字信号处理,以及用于常见的窄带PLC任务的专用硬件加速器。它包括一个ARM 32位Cortex-M7核心管理PL360系统,包括协处理器,硬件加速器和外围设备,以及用于代码和数据的专用SRAM存储器。
然后是数据安全,越来越重要的问题,尽管(或者是由于)电力线媒体的性质。PLC360B通过加密引擎和安全启动解决此问题,并支持AES-128,192,256标准。此外,安全启动功能还支持AES-128 CMAC进行身份验证,AES-128 CBC用于解密。通过使用128位键的解密和认证的熔断器编程控制,还可以增强安全性也增强了安全性。
有效使用IC,如PL360B涉及许多硬件和软件问题。57页数据表不仅提供了对IC操作,寄存器,排序和互连的详细洞察,它还显示了驻留在IC和AC电源之间的关键耦合块的功能(图2)。在此之上,Microchip为Modem参考设计(设计文件,材料清单和原理图)提供了具有PLC,单个PLC调制解调器的完整电表,单个PLC调制解调器和负责掌握完整网络的主PLC设备的应用PLC节点。
2.有效调制解调器的关键是耦合块,这是良好行为和约束的IC环境之间的链接和苛刻的电力线现实。
对于那些喜欢或需要探索和评估的人,该公司还提供了一个评估套件,有两个评估板和免费的G3-PLC和PRIME-PLC通信固件,用于建立点对点通信。该套件包括用于评估PL360B性能的PC工具,包括用于点对点测试的PHY测试仪,用于捕获部署网络中的PLC流量的PLC“嗅探器”,以及用于管理产生的网络的PLC管理器。
PL360B需要一个3.3 v的电源电压为其数字和模拟I/O,并为其核心功能集成了一个+1.25 v的稳压器。它被封装在TQFP-48和QFN-48封装中,指定在−40到+85°C的温度范围内操作。PLC360B集成电路的价格为2美元,10,000个批次,而ATPL360评估套件的价格为500美元。