片上系統(tǒng)架構(gòu)使便攜式醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2011-02-21
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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基于片上系統(tǒng)的方案
今天的片上系統(tǒng)(SoC)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)為便攜式醫(yī)療電子設(shè)備提供了一種新的思路。使用片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以帶來(lái)眾多的附加價(jià)值。圖3和圖4的設(shè)計(jì)描繪了血壓監(jiān)測(cè)和非接觸式數(shù)字溫度計(jì)使用片上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方案。
圖3 使用片上系統(tǒng)的血壓監(jiān)測(cè)方案
使用基于片上系統(tǒng)的血壓監(jiān)測(cè)設(shè)備可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，達(dá)到更好的效果。片上系統(tǒng)可以集成設(shè)計(jì)所需的高增益放大器。振蕩脈沖可以通過(guò)集成的模擬/數(shù)字過(guò)濾器來(lái)提取。片上系統(tǒng)里面的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC可以用來(lái)數(shù)字化數(shù)據(jù)。集成的CPU核可以提供處理能力來(lái)處理所需的先進(jìn)的過(guò)程算法。這個(gè)器件還可以集成字段LCD驅(qū)動(dòng)（用于顯示）、EERPROM（數(shù)據(jù)日志）、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（時(shí)間標(biāo)記）、全速USB（作為PC接口）、直接存儲(chǔ)器存取DMA(與CPU數(shù)據(jù)交換)和電容感應(yīng)按鍵（可以取代機(jī)械按鍵）。片上系統(tǒng)中的定時(shí)器可以用來(lái)計(jì)算出心率和處理安全功能，集成的脈寬調(diào)制器PWM可以用來(lái)控制電機(jī)。片上系統(tǒng)還可以工作在獨(dú)特的寬工作電壓下并且可以達(dá)到較低的功耗，這個(gè)特點(diǎn)正是電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備的理想特性。
圖4 使用片上系統(tǒng)的非接觸式數(shù)字溫度計(jì)方案
對(duì)于紅外測(cè)溫儀，片上系統(tǒng)也集成了所需的放大器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器（檢測(cè)微伏變化）。片上系統(tǒng)內(nèi)部的精密參考電壓為傳感器提供了穩(wěn)定的、準(zhǔn)確的參考。片上系統(tǒng)還集成了其他功能，包括字段LCD驅(qū)動(dòng)、EEPROM、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC、USB接口、電容感應(yīng)等等。
如上所述,片上系統(tǒng)集成了便攜式醫(yī)療電子應(yīng)用所需的大部分外圍器件。這不僅可以減少外部器件，還可以保護(hù)模擬IP，因?yàn)樗汛蟛糠帜M器件都整合到了芯片里面。并且，更少的器件還意味著可以簡(jiǎn)化PCB，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，從而更快的投放市場(chǎng)。芯片里面的不同外圍器件的電源可以單獨(dú)設(shè)為不同的模式，因此系統(tǒng)電源管理變得更簡(jiǎn)單、更有效。片上系統(tǒng)芯片還可以動(dòng)態(tài)重構(gòu)，這也降低了成本和時(shí)間，并且有利于重新設(shè)計(jì)或改變?cè)O(shè)計(jì)。最重要的是，使用片上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了器件清單，這使FDA認(rèn)證更簡(jiǎn)單。便攜式醫(yī)療電子設(shè)備所有類(lèi)型——血糖測(cè)定儀、血壓計(jì)、便攜式心電圖設(shè)備等，都可以使用這種方法實(shí)現(xiàn)。
舉例說(shuō)明,賽普拉斯的PSoC產(chǎn)品(可編程片上系統(tǒng))可用于度身定制手持應(yīng)用設(shè)備(如血壓監(jiān)控器、血糖測(cè)定儀和脈沖血氧定量計(jì))。PSoC3/5整合了8051/ ARM cortex M3核（可以工作在33 MIPS和100 DMIPS）、放大器、專(zhuān)用的數(shù)字濾波模塊、可配置的Delta Sigma 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 可以驅(qū)動(dòng)736個(gè)字段LCD驅(qū)動(dòng)、電容式觸摸感應(yīng)按鈕和接近檢測(cè)、2KB的EEPROM、全速USB 2.0和許多其它的功能，從而真正達(dá)到了單芯片解決方案的目的。以上這些，再加上PSoC Creator集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（已經(jīng)預(yù)制了每個(gè)功能的可編程IP模塊，提供了所需的全部設(shè)計(jì)工具），這使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)者可以隨心所欲對(duì)自己的產(chǎn)品進(jìn)行編程，從而可以縮短設(shè)計(jì)周期。
總體來(lái)說(shuō)，使用片上系統(tǒng)可以使便攜式醫(yī)療電子設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，可以保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可以提供新穎獨(dú)特的方法來(lái)使功能更個(gè)性化，可以使FDA認(rèn)證更簡(jiǎn)單。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/166232.htm
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