1.芯片功能及用途

该电力专用SoC芯片基于RISC-V开源架构设计，采用Rocket Core处理器核，支持高度可配置的模块化指令集，具备低功耗和高性能的特点。芯片集成了ADC、PLL、电网故障检测模块以及看门狗、GPIO、UART、SPI等多种外设，可实现电信号数据采集、算法处理、故障判决与预警等功能。其运行频率可达100 MHz，能够实时监测电网突发故障，确保电力系统的安全性和稳定性，适用于智能电网系统中的监控与预警，以及智能家电的控制和管理。

主要应用于智能电网的电力监测与故障预警、工业电力系统的状态监控与数据处理、智能家电控制与能效管理等场景。

2.芯片架构及各组成模块介绍

2.1芯片处理器核

该电力专用SoC芯片的架构基于RISC-V Rocket Core处理器核，整体设计遵循模块化和高可配置性原则，以满足智能电网实时监测和故障处理的需求。处理器核采用单发射5级流水线结构，包括指令取指、译码、执行、访存和写回五个阶段，并配备指令缓存（I-Cache）和数据缓存（D-Cache），以及分支目标缓冲器（BTB）、分支历史表（BHT）、返回地址堆栈（RAS）等辅助单元。处理器核还集成了内存管理单元（MMU）和硬件浮点单元（FPU），在性能和低功耗之间取得了良好的平衡。芯片架构如下图所示。

2.2芯片总线系统

芯片的总线系统基于AHB架构设计，采用AHB Bus Matrix连接处理器、存储器和各外设模块，实现高效的数据传输。系统中包括多个主机和从机模块，主机模块负责故障算法判决和ADC数据处理，从机模块连接存储器、PLL控制器和AHB2APB桥，实现高低速设备的集成。通过这种设计，SoC可以高效处理复杂的电力信号数据。

2.3芯片存储系统

存储系统采用64 KB容量的SRAM，主要用于缓存ADC采样数据、算法处理结果和程序堆栈数据。SRAM具有较快的读写速度，相较片内寄存器更节省芯片面积，同时提升了系统运行性能。外设IP模块则集成了丰富的接口和控制单元，包括看门狗、定时器、UART、SPI、GPIO和PWM模块等，能够满足电力系统的通信、监控和控制需求。

2.4芯片专用功能模块

专用功能模块是该芯片的关键组成部分，主要包括ADC控制器、PLL控制器和故障算法判决器。ADC控制器支持多路信号的灵活采集，可配置采样间隔和模式，适应不同的电力信号场景。PLL控制器则负责系统时钟频率的动态调整，并支持外部时钟输入的旁路功能，为系统提供灵活的运行环境。故障算法判决器通过读取ADC采样数据，结合软硬件算法，能够快速检测并预警电网中的电弧故障等突发情况，确保电网运行的安全性和可靠性。