智能电网的核心--GreenFire系统

　　目前，智能电网在当代的应用可谓是越来越广泛，智能电网是值得我们好好学习的，现在大家一起来深入了解智能电网的核心--GreenFire系统 　　为了提高能源使用效率，一种名为虚拟能源账户的新形态能源记账系统应运而生，用于处理个人、家庭或公司所有的发电量和消费。

虚拟能源账户使用网络技术，集成全部所需要的各种信息　　智能系统 　　GreenFire系统包含有关能源使用及计账的新方法GreenFire系统由两个要件构成：传感器和服务器传感器负责测量其所附着装置的功率流。

GreenFire传感器硬件设计有多种可选择的技术最合适的是基于Microsemi的SmartFusion系列的设计 　　每个SmartFusion器件包含一个ARM Cortex-M3微控制器子系统，一个内建紧密结合的现场可

编程门阵列（FPGA）和SRAM区块，以及一个可编程模拟区块通过结合3个主要的电子硬件，SmartFusion能够把传感器放入插头和电器内部高度集成而安全性则是SmartFusion器件设计和制造时与生俱来的功能。

　　美高森美公司战略营销产品计划与建构师Richard Newell 　　Cortex-M3是ARM专门用于控制应用的处理器内核SmartFusion Cortex-M3和SRAM的工作速度为100MHz，零等待时间。

在每个SmartFusion器件中，有两个独立零等待状态的嵌入式SRAM区块和一个针对使用者的嵌入式非易失性闪存大区块标准硬件外设包括一个10/100Mbp Ethernet MAC，SPI、I2C和UART

串行埠各两个，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架构被用于实现某些DSP算法，如快速傅立叶变换（FFT）电力线的电压和电流通过芯片上的模数转换器进行采样与数字化。

采样序列透过FFT来决定某些指标，如功率因数和谐波含量在某些情况下，监测中的系统是否正常可以由分析出来的参数来判断，预先示警可以避免潜在的灾难性故障发生在FGPA架构中执行FFT算法，比在微控制器中执行，保留更多时间。

此外，一个专属的硬件FFT控制器，比在通用微处理器架构上执行相同工作的软件更快、更省电　　可信任架构 　　GreenFire传感器内的SmartFusion器件所具有的安全功能，提供了传感器硬件的可信任架构（root of trust）。

它会检查储存在用户可存取的内存内的程序签名，以确保程序代码没有被篡改 　　Flash的运用，成为基于SmartFusion架构的GreenFire系统重要的安全基础它可以保存芯片上用来建立安全网络通信。

的加密密钥和证书SmartFusion内建的篡改检测电路，使入侵者的工作变得更加困难要进一步保护重要程序代码的安全，SmartFusion器件包含一个专属的硬件加速解密引擎，可以安全地加载　　设计流程 　　采用与SmartFusion器件和GreenFire所使用的软硬件环境相符合的概念模型技术，可以进一步加快开发的速度。

GreenFire Workbench使用Mathworks发行的MATLAB和Simulink工具来设计 　　首先，设计可以直接用文字描述的硬件描述语言（hardware description language，HDL），如。

Verilog或VHDL主要的链接库区块，如FFT或GPIO，可从Microsemi SoC产品部网站获得Microsemi还提供Mentor Graph的ModelSimVerilog和VHDL仿真器

，可以进行寄存器传输级（register transfer level，RTL）和门级（后期合成）的逻辑仿真 　　另一种设计方法，特别适合于需要大量DSP的设计，是使用Simulink和Synphony HLS AE DSP。

区块链接库和生成工具插件Microsemi FPGA的用户可以免费使用Synopsys工具，可以在Simulink内抓取和模拟参数化的区块图，并用于自动产生转化过后的Verilog或 VHDL，供下游合成工具使用。

　　当FPGA的设计以一种或多种上述提到的方法产生VHDL或Verilog后，就可以使用Synopsys Synplify Pro编译程序来合成电路，将设计从RTL转换到门级然后，利用Libero IDE的布局和布线工具来完成在某个特定器件上的实际电路制作，这包括时序收敛和功率分析。

剩下的就是完成处理监测数据 　　为了提升效率，电力网络必须改善并变得更加智能采用互联网技术，再加上一个安全、高集成的硬件平台，可以降低能源消耗，优化消费，降低消费者的成本基于Microsemi SmartFusion cSoC的GreenFire系统可以作为这种新型智能电网的基础。

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