片上系統架構使便攜式醫療設備設計
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基于片上系統的方案
今天的片上系統(SoC)結構的設計為便攜式醫療電子設備提供了一種新的思路。使用片上系統設計可以帶來眾多的附加價值。圖3和圖4的設計描繪了血壓監測和非接觸式數字溫度計使用片上系統結構的實現方案。
圖3 使用片上系統的血壓監測方案
使用基于片上系統的血壓監測設備可以簡化設計，達到更好的效果。片上系統可以集成設計所需的高增益放大器。振蕩脈沖可以通過集成的模擬/數字過濾器來提取。片上系統里面的模數轉換器ADC可以用來數字化數據。集成的CPU核可以提供處理能力來處理所需的先進的過程算法。這個器件還可以集成字段LCD驅動（用于顯示）、EERPROM（數據日志）、實時時鐘（時間標記）、全速USB（作為PC接口）、直接存儲器存取DMA(與CPU數據交換)和電容感應按鍵（可以取代機械按鍵）。片上系統中的定時器可以用來計算出心率和處理安全功能，集成的脈寬調制器PWM可以用來控制電機。片上系統還可以工作在獨特的寬工作電壓下并且可以達到較低的功耗，這個特點正是電池驅動設備的理想特性。
圖4 使用片上系統的非接觸式數字溫度計方案
對于紅外測溫儀，片上系統也集成了所需的放大器以及模數轉換器（檢測微伏變化）。片上系統內部的精密參考電壓為傳感器提供了穩定的、準確的參考。片上系統還集成了其他功能，包括字段LCD驅動、EEPROM、實時時鐘RTC、USB接口、電容感應等等。
如上所述,片上系統集成了便攜式醫療電子應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為不同的模式，因此系統電源管理變得更簡單、更有效。片上系統芯片還可以動態重構，這也降低了成本和時間，并且有利于重新設計或改變設計。最重要的是，使用片上系統結構簡化了器件清單，這使FDA認證更簡單。便攜式醫療電子設備所有類型——血糖測定儀、血壓計、便攜式心電圖設備等，都可以使用這種方法實現。
舉例說明,賽普拉斯的PSoC產品(可編程片上系統)可用于度身定制手持應用設備(如血壓監控器、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、專用的數字濾波模塊、可配置的Delta Sigma 模數轉換器、 可以驅動736個字段LCD驅動、電容式觸摸感應按鈕和接近檢測、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集成開發環境（已經預制了每個功能的可編程IP模塊，提供了所需的全部設計工具），這使得產品設計者可以隨心所欲對自己的產品進行編程，從而可以縮短設計周期。
總體來說，使用片上系統可以使便攜式醫療電子設計更簡單，可以保護知識產權，可以提供新穎獨特的方法來使功能更個性化，可以使FDA認證更簡單。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/166232.htm
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