片上系統(tǒng)架構(gòu)使便攜式醫(yī)療設(shè)備設(shè)計
加入技術(shù)交流群
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)計可以帶來眾多的附加價值。圖3和圖4的設(shè)計描繪了血壓監(jiān)測和非接觸式數(shù)字溫度計使用片上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方案。
圖3 使用片上系統(tǒng)的血壓監(jiān)測方案
使用基于片上系統(tǒng)的血壓監(jiān)測設(shè)備可以簡化設(shè)計，達(dá)到更好的效果。片上系統(tǒng)可以集成設(shè)計所需的高增益放大器。振蕩脈沖可以通過集成的模擬/數(shù)字過濾器來提取。片上系統(tǒng)里面的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC可以用來數(shù)字化數(shù)據(jù)。集成的CPU核可以提供處理能力來處理所需的先進(jìn)的過程算法。這個器件還可以集成字段LCD驅(qū)動（用于顯示）、EERPROM（數(shù)據(jù)日志）、實時時鐘（時間標(biāo)記）、全速USB（作為PC接口）、直接存儲器存取DMA(與CPU數(shù)據(jù)交換)和電容感應(yīng)按鍵（可以取代機械按鍵）。片上系統(tǒng)中的定時器可以用來計算出心率和處理安全功能，集成的脈寬調(diào)制器PWM可以用來控制電機。片上系統(tǒng)還可以工作在獨特的寬工作電壓下并且可以達(dá)到較低的功耗，這個特點正是電池驅(qū)動設(shè)備的理想特性。
圖4 使用片上系統(tǒng)的非接觸式數(shù)字溫度計方案
對于紅外測溫儀，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、EEPROM、實時時鐘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，還可以保護模擬IP，因為他把大部分模擬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化PCB，縮短設(shè)計時間，從而更快的投放市場。芯片里面的不同外圍器件的電源可以單獨設(shè)為不同的模式，因此系統(tǒng)電源管理變得更簡單、更有效。片上系統(tǒng)芯片還可以動態(tài)重構(gòu)，這也降低了成本和時間，并且有利于重新設(shè)計或改變設(shè)計。最重要的是，使用片上系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化了器件清單，這使FDA認(rèn)證更簡單。便攜式醫(yī)療電子設(shè)備所有類型——血糖測定儀、血壓計、便攜式心電圖設(shè)備等，都可以使用這種方法實現(xiàn)。
舉例說明,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、血糖測定儀和脈沖血氧定量計)。PSoC3/5整合了8051/ ARM cortex M3核（可以工作在33 MIPS和100 DMIPS）、放大器、專用的數(shù)字濾波模塊、可配置的Delta Sigma 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 可以驅(qū)動736個字段LCD驅(qū)動、電容式觸摸感應(yīng)按鈕和接近檢測、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集成開發(fā)環(huán)境（已經(jīng)預(yù)制了每個功能的可編程IP模塊，提供了所需的全部設(shè)計工具），這使得產(chǎn)品設(shè)計者可以隨心所欲對自己的產(chǎn)品進(jìn)行編程，從而可以縮短設(shè)計周期。
總體來說，使用片上系統(tǒng)可以使便攜式醫(yī)療電子設(shè)計更簡單，可以保護知識產(chǎn)權(quán)，可以提供新穎獨特的方法來使功能更個性化，可以使FDA認(rèn)證更簡單。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/166232.htm
評論