Powerline
Baustein für den Stromzähler
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Ein Baustein – mehrere Standards
Angesichts der notwendigen Investitionen für Halbleiterlösungen und der damit einhergehenden Entwicklungszyklen ist die Implementierung einer rein Software-gestützten Lösung der wirtschaftlichste Weg, um laufende Weiterentwicklungen und die vielen unterschiedlichen Standards zu unterstützen. Renesas hat hierfür Cool Phoenix 2 (CPX2) auf den Markt gebracht, die zweite Bausteingeneration aus der preisgekrönten Cool-Phoenix-Familie. Diese Bausteine führen das flexible Konzept fort, mit dem ein einziger Chip mehrere Standards wie etwa G3 und PRIME unterstützen kann (Bild 1). Der Baustein ist pinkompatibel zu seinen Vorgängern, bietet aber mehr Speicher und eine höhere Leistung zur Unterstützung weltweiter Frequenzbänder wie etwa CENELEC, FCC und ARIB. Die integrierte AES Security Engine umfasst ECB-, CBC- und CCM-Betriebsarten für Schlüssellängen von 128, 192 oder 256 Bits. Diese flexible, Software-gestützte Lösung hat große Vorteile für Zählerhersteller, die ihre Produkte weltweit vermarkten. Mehrere Standards und/oder Frequenzbänder lassen sich mit einer einzigen Plattform abdecken. Dies verringert den Entwicklungsaufwand und die Entwicklungskosten erheblich. Mögliche Norm-Änderungen oder -Erweiterungen lassen sich problemlos durch eine ferngesteuerte Umprogrammierung der installierten Zähler integrieren.
Neben der Flexibilität der Software-gestützten Architektur des CPX2 gewährleisten das integrierte Analog-Front-End (AFE) mit einem Adaptive-Gain-Verstärker und AGC-Funktionen (Automatic Gain Control) eine außergewöhnlich hohe Signalqualität. Damit erzielt der Baustein eine hohe Kommunikationssicherheit, die von äußerster Wichtigkeit ist für den Betrieb in den sehr dynamischen und störungsbehafteten Netzwerkumgebungen, in denen Zähler-Anwendungen arbeiten müssen. Auch ein sehr niedriger Stromverbrauch zählt zu den wichtigen Entscheidungskriterien bei Versorgungsunternehmen.
In Kombination mit einer breiten Palette von Pin- und Software-kompatiblen sowie skalierbaren Mikrocontrollern für Zähler-Anwendungen von Renesas ist die CPX2-Powerline-Modemlösung die ideale Wahl für kostensensitive Smart-Metering-Plattformen. Renesas stellt hierzu voll zertifizierte Protokoll-Stacks für PRIME und G3 kostenlos bereit. Da Time to Market eine ähnlich hohe Bedeutung wie die technischen Funktionsmerkmale hat, bietet Renesas das „Connect it! – Powerline Communication Solution Kit” an. Mit diesem benutzerfreundlichen Werkzeug können Kunden die Robustheit der CPX2-PLC-Lösung in allen Frequenzbändern evaluieren. Die grafische PC-Oberfläche erlaubt eine flexible Bauteil-Konfiguration sowie eine Analyse der Powerline-Kommunikation. Mit der weltweiten Kunden-Support-Infrastruktur sowie dem Engagement von Renesas für seine Kunden ist alles verfügbar, was eine effiziente und kurze Entwicklungszeit sicherstellt.
In den vergangenen Jahren gab es bei der Powerline-Kommunikation viele Aktivitäten in Bezug auf Standards. In dieser Zeit haben vor allem die Versorgungsunternehmen wichtige Weiterentwicklungen auf dem Smart-Metering-Markt vorangetrieben. In der Branche wurde europaweit eine Öffnung des Frequenzspektrums bis 500 kHz für Smart-Metering- und Smart-Grid-Anwendungen diskutiert. Trotzdem ist es nur schwer vorstellbar, dass diese Fortschritte auch die Anforderungen des Smart-Energy-Marktes der Zukunft erfüllen können. Die kürzliche Einführung von IPv6 ist hier ein weitreichender Schritt zur Einbindung einer enormen Anzahl vernetzter Geräte. Die Entwicklung der entsprechenden Standards wird jedoch weitergehen. Die Liste der Anwendungen, die in diese Infrastruktur noch eingebettet werden könnten, erscheint endlos: Bedarfsmanagement über die Steuerung angeschlossener Hausgeräte, Gebäude-Automatisierung, Akku-Ladevorgänge bei Elektromobilen, Sicherheitstechnik und vieles mehr. Mit jeder zusätzlichen Anwendung steigen die Anforderungen an die Datenkommunikation und damit auch die Anforderungen an die Bausteine, auf denen die entsprechenden Protokoll-Stacks laufen. Alle diese Aspekte verdeutlichen: Die Zukunftssicherheit von Entwicklungen lässt sich nur durch eine gut fundierte Roadmap mit Spielraum für Flexibilität gewährleisten.
Die Autoren
| Christos Aslanidis |
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| schloss das Studium der Elektrotechnik an der Universität Bochum ab. Seine berufliche Laufbahn begann er bei Mitsubishi Electric als Applikations-Ingenieur im Bereich Kommunikationstechnologien. Heute ist er bei Renesas Electronics Europe als Senior Principal Engineer im Segment-Marketing für Smart-Energy-Anwendungen beschäftigt. |
christos.aslanidis@renesas.com
| Kevin Jones |
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| hat sein Studium an der University of Nottingham in England mit einem Master-Titel in Elektrotechnik und Elektronik abgeschlossen. Seine berufliche Laufbahn umfasste Positionen als Anwendungsingenieur bei Hitachi Europa, Toshiba Electronics und Renesas Electronics. Aktuell arbeitet er als Senior Applications Engineer im Smart-Energy-Team bei Renesas Electronics Europe und verfügt über mehr als acht Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Powerline-Kommunikation. |
kevin.jones@renesas.com
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