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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的存算一体芯片在智能计量中的边缘数据处理.docx
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的存算一体芯片在智能计量中的边缘数据处理
摘要
智能电表和水表需要在端侧实时处理计量数据，分析用户用能行为，检测异常用能事件。传统方案使用MCU处理计量数据，算力有限，只能执行简单的阈值判断，无法实现复杂的AI分析。本文针对智能计量的边缘数据处理需求，设计了一种面向存算一体芯片的智能计量方案，通过存算一体阵列实现用能数据的实时分析、异常检测和负荷预测，芯片功耗仅为0.05mW，支持纽扣电池10年以上的续航，为智能计量提供了超低功耗的边缘AI分析能力。
一、智能计量的边缘处理需求
1.1 用能数据分析
智能电表每秒采集数千个采样点，实时分析电压、电流、功率因数和谐波等电能质量参数。通过AI分析，可以识别用户的用能模式、检测异常用电行为（如窃电、漏电）和预测负荷变化。
1.2 超低功耗约束
智能电表使用电池供电，要求芯片的待机功耗极低，否则需要频繁更换电池。在每天上传一次数据的典型场景下，芯片的平均功耗必须低于0.1mW，才能支持10年以上的电池寿命。
二、存算一体计量方案
2.1 计量数据边缘处理
在存算一体芯片中，计量传感器的模拟信号直接输入存算阵列，在模拟域完成电能质量参数的计算和AI分析。传感器接口的功耗为0.01mW，AI分析的功耗为0.03mW，控制逻辑的功耗为0.01mW，芯片总功耗为0.05mW。
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