CN203039683U - 一种基于soc单芯片的plc系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于SOC单芯片的PLC系统，包括ARM处理器，分别与ARM处理器连接的带通滤波器、浪涌保护电路、SPIFlash、耦合变压器和电源单元；ARM处理器中集成随机存储器、以太网PHY接口、PHY模块、AFE及1.2VDC-DC单元。本实用新型采用SOC单芯片技术，在原有PLC技术的基础上将随机存储器、以太网PHY接口、通用异步接收发送和复用输入输出接口、GPIO、主串行外设接口、PHY模块、ADC、DAC、AFE及1.2VDC-DC集成到ARM处理器中，在保证性能的基础上实现产品的超小型化，符合欧盟对消费电子产品的功耗规范，具有性能稳定、使用方便、功耗低、高集成度等优点。

Description

一种基于SOC单芯片的PLC系统

技术领域

 本实用新型涉及电力线通讯（Power Line Communication，简称PLC）技术，尤其涉及一种基于SOC（片上系统）单芯片的PLC系统。

背景技术

PLC是一种利用已经存在的电力线网络载波进行宽带通信的技术。PLC产品适用于中小家庭或商务办公室，以及需要运用到网络数据传输的各种场合。应用该产品组网时，网络的架构形式是，利用ADSL或者其它路由设备接入到Internet的家庭网络中，ADSL路由器的LAN接口与PLC设备的网口连接，该PLC设备再通过电力线通信的方式与PLC局域网中的其它PLC设备进行通信。在组建网络时，PLC设备位置灵活，可以在家庭中的任何电力线插座上接入，物理层速率达到200Mbps，当装置进入低功耗的状态，功耗小于0.5W，起到节能的作用。

目前，在局域网组网当中，由于PLC产品不需要重新增设、定点排布线路，终端用户可以自己动手轻易实现局域网组网，所以PLC作为用户端终端设备已经在很多国家得到普及。然而，随着用户对高集成度的使用需求的提高，当前的PLC产品以满足不了市场需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于SOC单芯片的PLC系统，实现单芯片的高集成度，降低功耗，提高性能的稳定性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于SOC单芯片的PLC系统，该系统包括ARM处理器，以及分别与ARM处理器连接的带通滤波器、浪涌保护电路、SPI Flash、耦合变压器和电源单元，所述ARM处理器中集成有随机存储器、以太网PHY接口、符合HPAV/1901协议的PHY模块、模拟前端单元及1.2V DC-DC单元。

其中，所述ARM处理器还集成有主串行外设接口、通用输入输出接口、通用异步接收发送和复用输入输出接口、模拟至数字转换器、数字至模拟转换器。

其中，所述ARM处理器采用QCA6410芯片。

其中，该PLC系统还包括家庭插座音视频应用接口，所述家庭插座音视频应用接口与ARM处理器相连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果。

本实用新型实施例采用了SOC单芯片技术，在原有PLC技术的基础上将Memory（随机存储器）、802.3 ETH PHY（802.3以太网PHY接口）、UART or Share GPIO（通用异步接收发送和复用输入输出接口）、GPIO（通用输入输出接口）、SPI Master（主串行外设接口）、HPAV/1901 PHY（符合HPAV/1901协议的PHY模块）、ADC（模拟至数字转换器）、DAC（数字至模拟转换器）、AFE及1.2V DC-DC集成到ARM处理器中，这样可以在保证性能的基础上轻松实现产品的超小型化，符合欧盟对消费内电子产品的功耗规范，具有性能稳定、使用方便、功耗低、高集成度等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的PLC系统的总体逻辑框图。

图2是本实用新型实施例提供的PLC系统采用的ARM处理器的逻辑框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1所示，本实施例中，基于SOC单芯片技术的PLC系统包括：ARM Processor（ARM 处理器），RX BPF（Band Pass Filter，带通滤波器）、TX SP（Surge Protection，浪涌保护电路）、Couple transformer（耦合变压器）、SPI Flash、RJ45 Connector（RJ45接口）、HPAV Application Interface（家庭插座音视频应用接口）、Power单元。ARM Processor集成了Memory（随机存储器）、802.3 Ethernet PHY（以太网PHY接口）、UART or Share GPIO（通用异步接收发送和复用输入输出接口）、GPIO（通用输入输出接口）、SPI Master（主串行外设接口）、HPAV/1901 PHY（符合HPAV/1901协议的PHY模块）、ADC（模拟至数字转换器）、DAC（数字至模拟转换器）、AFE（模拟前端单元）及1.2V DC-DC等，该ARM Processor与其他单元分别连接。

其工作过程为：数据由电力线进入产品后，通过耦合线圈耦合及RX BPF，经滤波后发送你至ARM Processor中去，ARM Processor进行模数转换后输出到RJ45接口；数据由RJ45接口进入设备后，ARM Processor对数据信号进行模数转换及数字信号处理等操作，再通过TX SP输出至电力线上。以上正向和逆向的功能完成数据从电力线到以太网的成功双向转换。

上述PLC系统的各个组成部分的功能具体如下所述。

（1）ARM Processor：采用Atheros的处理芯片QCA6410。

电力线信号处理符合HomePlugAV及IEEE1901标准的MAC和PHY，集成了SDRAM、PHY、AFE、1.2V DC-DC，提供一个100MB网口，一个SPI接口（串行外设接口），另外还内嵌了ADC和DAC。QCA6410模块如图2所示。

（2）RX BPF：带通滤波器，带宽为2MHz～68MHz，能有效抑制来自电力线的带外噪声，保证接收信号的有效解读。

（3）TX SP：由TVS差模保护、肖特基钳位保护构成，可以减小来自电力线的浪涌能量干扰，起到保护模拟前端单元的作用。

（4）Couple transformer：耦合变压器，将数据信号耦合到“L、N”上，安规电容起到隔离市电（220V）的作用。

（5）SPI Flash：存储系统启动所需的软件，实现系统的顺利启动。

（6）Power单元：采用PWM调制方式为，提供3.3V为整个产品供电。

本实施例中，PLC系统的软件流程部分与普通PLC产品基本一致，系统在完成初始化过程后启动整个系统，然后进入正常运行状态，当满足休眠条件时，进入休眠，在休眠模式下可以软件设置间隔多长时间检测一次是否满足唤醒条件。

综上，本实用新型较以往PLC产品，由于本产品已经实现基于SOC的单芯片集成，产品外观可以做到很小，具有很强的市场竞争力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于SOC单芯片的PLC系统，该系统包括ARM处理器，以及分别与ARM处理器连接的带通滤波器、浪涌保护电路、SPI Flash、耦合变压器和电源单元，其特征在于，所述ARM处理器中集成有随机存储器、以太网PHY接口、符合HPAV/1901协议的PHY模块、模拟前端单元及1.2V DC-DC单元。

2.如权利要求1所述基于SOC单芯片的PLC系统，其特征在于，所述ARM处理器还集成有主串行外设接口、通用输入输出接口、通用异步接收发送和复用输入输出接口、模拟至数字转换器、数字至模拟转换器。

3.如权利要求2所述基于SOC单芯片的PLC系统，其特征在于，所述ARM处理器采用QCA6410芯片。

4.如权利要求1所述基于SOC单芯片的PLC系统，其特征在于，该PLC系统还包括家庭插座音视频应用接口，所述家庭插座音视频应用接口与ARM处理器相连接。

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