[实用新型]电能计量装置及其电能计量芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及到电能计量技术领域，特别涉及到电能计量装置及其电能计量芯片。

背景技术

现在的电能计量芯片精度越来越高，功能越来越多，相应的数字算法越来越复杂，计算量也越来越大。但是，数字模块变复杂的同时，也带来了芯片面积和芯片功耗的增大。如图1所示，图1为传统的电能计量芯片的架构图，在传统的电能计量芯片的架构中，低通滤波器和高通滤波器需要执行多次乘法和多次加法，而乘法又需要多次加法来实现，而且为了满足精度的要求需要把计算位宽扩展到几十位，而且需要大量的寄存器来存储计算产生的一些中间结果。大量的大位宽加法器和大量的寄存器的使用导致了面积和功耗的上升。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种面积小、成本低且功耗低的电能计量装置及其电能计量芯片。

本实用新型提出一种电能计量芯片，包括工作寄存器，具有外部数据输入端和结果输出端，还包括控制单元、运算单元、静态随机存储器和选择单元，其中：

所述选择单元连接所述外部数据输入端，接收所述外部数据的输入；所述选择单元连接所述工作寄存器，接收所述工作寄存器的数据输入；所述选择单元连接所述静态随机存储器，接收所述静态随机存储器的数据输入；所述选择单元连接所述运算单元，输出数据到所述运算单元中进行运算；

所述运算单元连接所述静态随机存储器，输出运算结果到静态随机存储器中存储；所述工作寄存器连接所述静态随机存储器，接收所述静态随机存储器读出的数据；所述静态随机存储器连接所述结果输出端，输出其存储的运算结果；

所述控制单元连接所述选择单元，用于输出控制信号到所述选择单元，控制所述选择单元选择输出到所述运算单元的数据；所述控制单元连接所述运算单元，用于输出控制信号到所述运算单元，控制所述运算单元选择进行相应的运算；所述控制单元连接所述静态随机存储器，用于输出控制信号和地址信号到所述静态随机存储器，控制所述静态随机存储器读出相应地址存储的数据。

优选地，所述控制单元包括译码器和只读内存模块，所述译码器分别与所述选择单元、运算单元和静态随机存储器连接；所述只读内存模块与译码器连接，接收所述译码器输出的控制信号和地址信号，并根据接收到的控制信号和地址信号输出数据到所述译码器。

优选地，所述只读内存模块替换为随机存储器模块，所述控制单元还包括闪存模块和控制电路；所述随机存储器模块还连接所述闪存模块；所述控制电路连接所述闪存模块，输出控制信号、地址信号和数据到所述闪存模块；所述控制电路连接所述随机存储器模块，输出地址信号和控制信号到所述随机存储器模块。

优选地，所述选择单元包括第一选择器和第二选择器，其中：

所述第一选择器分别连接所述外部数据输入端和静态随机储存器，接收所述外部数据的输入和所述静态随机存储器读出的数据；所述第一选择器连接所述运算单元，输出数据到所述运算单元中进行运算；所述第一选择器连接所述译码器，接收所述译码器输出的控制信号；

所述第二选择器分别连接所述工作寄存器和静态随机存储器，接收所述工作寄存器输出的数据和所述静态随机存储器读出的数据；所述第二选择器连接所述运算单元，输出数据到所述运算单元中进行运算；所述第二选择器连接所述译码器，接收所述译码器输出的控制信号。

优选地，还包括第三选择器，所述工作寄存器通过所述第三选择器与所述静态随机存储器连接，所述第三选择器分别连接所述运算单元和静态随机储存器，接收所述运算单元输出的中间运算结果和所述静态随机存储器读出的数据；所述第三选择器连接所述工作寄存器，输出数据到所述工作寄存器中；所述第三选择器连接所述译码器，接收所述译码器输出的控制信号。

本实用新型还提出一种电能计量装置，包括如上所述的电能计量芯片。

本实用新型的电能计量装置及其电能计量芯片，采用串行计算，大大的提高了硬件复用率，采用静态随机存储器代替寄存器来存储数据，减少了存储系统的开销，由于寄存器需要挂在时钟网络上，所以减少寄存器的使用使得时钟网络更加简单，芯片的面积减小，且节省了成本；又由于静态随机存储器的动态功耗和芯片面积都要比寄存器的更小，因此降低了功耗，又减小了芯片面积。

附图说明

图1是传统的电能计量芯片的架构图；

图2是本实用新型电能计量芯片第一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型电能计量芯片第二实施例的结构示意图；

图4是本实用新型电能计量芯片第三实施例的结构示意图；