安森美配合中國消費類醫(yī)療市場趨勢的半導(dǎo)體方案應(yīng)用案例研究

　　安森美半導(dǎo)體提供用于微型BTE助聽器的完整數(shù)字信號處理混合系統(tǒng)方案Rhythm R3710。這器件采用符合RoHS指令的業(yè)界最小系統(tǒng)級封裝(SiP)，尺寸僅為4.57 x 3.12 x 1.52 mm，較傳統(tǒng)混合模塊小25%。 這混合系統(tǒng)封裝內(nèi)包括處理語音算法的數(shù)字信號處理器(DSP)、EEPROM、模擬前端、射頻芯片及無源元件，還可根據(jù)要求集成其它IC(見圖3)。集成的24位DSP提供高于50 MIPS的運算能力，1.2 V工作時電流消耗低于700 μA。這SiP適合包括微型BTE助聽器在內(nèi)的所有類型助聽器，能幫助克服助聽器組裝方面的主要電聲挑戰(zhàn)。

　　Rhythm R3710除了提供超小尺寸、高集成度和先進的語音處理，其它關(guān)鍵特性或優(yōu)勢包括：集成iSenseDetect環(huán)境分類算法(根據(jù)環(huán)境自動調(diào)節(jié)助聽器，不需要存儲器選擇開關(guān))、超低能耗(1枚10號電池正常情況下使用10天)、自適應(yīng)降噪(提升嘈雜環(huán)境下的語音清晰度)、16頻帶音調(diào)均衡(靈活調(diào)節(jié)頻率響應(yīng)，優(yōu)化聲音品質(zhì))、8通道壓縮器、自適應(yīng)反饋消除(提升適配速度)等。安森美半導(dǎo)體還提供全套軟件支援，ARK軟件易于集成到現(xiàn)有驗配軟件中。

　　安森美半導(dǎo)體為助聽器應(yīng)用提供寬廣陣容的DSP系統(tǒng)方案，涵蓋兩種類型，以配合客戶的不同應(yīng)用需求。一為預(yù)配置型，預(yù)配置了安森美半導(dǎo)體的音頻處理算法，相關(guān)產(chǎn)品除了Rhythm R3710，還包括Ayre SA3291、Rhythm R3910、Rhythm SB3229、Rhythm SB3231、CONSOLIDAT GA3227及FOUNDATION GA3216等;一為公開可編程型，能讓用戶使用自有的音頻處理算法，產(chǎn)品包括EZAIRO 5900系列。

　　2) 定制醫(yī)療ASIC案例研究

　　多種因素導(dǎo)致醫(yī)療設(shè)備需要定制ASIC而非標準分立元件方案。首先是低能耗。電池供電的醫(yī)療設(shè)備要求更長的使用時間。采用標準分立元件可能消耗太大電流，無法提供令人滿意的產(chǎn)品使用時間。相比較而言，ASIC方案提供低能耗優(yōu)勢。其次是小尺寸。醫(yī)療設(shè)備通常要求小巧，以提供離散性和舒適度。使用標準元件可能令外形因數(shù)過大，而ASIC方案以高集成度提供小尺寸優(yōu)勢。

　　其三為高壓。醫(yī)療應(yīng)用的傳感器可能要求高壓偏置，同時產(chǎn)生極低電平的信號。使用分立元件來處理高壓及低壓時，傳感器接口電路通常太復(fù)雜且太大;而ASIC方案能集成高壓及低壓電路。四為低噪聲。醫(yī)療應(yīng)用的專用人體傳感器捕獲到的信號極為微弱，應(yīng)當提供低噪聲環(huán)境。使用標準分立元件時，漏電流或其它不想要的電流將壓過傳感器產(chǎn)生的信號;而ASIC方案提供高度的信號通道隔離及低噪聲。其五，長產(chǎn)品生命周期。醫(yī)療設(shè)備的產(chǎn)品生命周期可能超過10年，許多標準元件在醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)行結(jié)束前已被淘汰，而像安森美半導(dǎo)體這樣的聲譽好的ASIC供應(yīng)商能夠配合長醫(yī)療產(chǎn)品生命周期。其六，低物料單(BOM)成本。采用分立元件設(shè)計的系統(tǒng)如果元件數(shù)量太多，則成本會高;ASIC提供集成方案，降低系統(tǒng)成本。

　　以連續(xù)血糖監(jiān)測(CGM)應(yīng)用為例，許多糖尿病患者使用CGM來連續(xù)監(jiān)測血糖水平。在這種應(yīng)用中，傳感器產(chǎn)生的信號為pA級。由于漏電流的緣故，使用分立方案可能無法采集到傳感器產(chǎn)生的信號。這種應(yīng)用要求大于2 kV的ESD保護，且無漏電流影響，而使用標準ESD保護機制無法實現(xiàn)。此外，傳感器尺寸必須極小，而分立方案可能尺寸太大。不僅如此，這類應(yīng)用要求電池最少能用6個月，而分立方案的電流消耗可能太大，縮短產(chǎn)品生命周期。

　　因此，這類應(yīng)用需要定制ASIC。安森美半導(dǎo)體提供的CGM傳感器接口ASIC提供多重優(yōu)勢，滿足應(yīng)用要求。例如，這ASIC的專有模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換方案能夠捕獲pA級電流，同時工作能耗極低。它還應(yīng)用專有的低漏電流半導(dǎo)體工藝(C3)，使用低漏電流的ESD保護焊盤，ASIC尺寸小于5 mm2，不影響總體產(chǎn)品尺寸。它的能耗也極低，平均電流消耗低于3 μA。