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便携式医疗电子装配的设计推敲

宣布时间:2015年12月02日 14:12    宣布者:designapp
要害词: USB , FPGA
  随着糖尿病和心脏病等严重疾病的病发率激增,陪同而来的是对准确的便携式家用患者监测系统的需求,这网罗胆固醇、血液情形、血压监测、和其它便携式医疗器件。而且,更主要的是装配的应用者能够跟进小我测试的效果。移动德律风业界的手艺前进,培植了相当统一的尺度和形状尺寸,令产物对破费者的可用性及易用性年夜年夜前进。关于患者监测装备,到达这类阶段的简化历程须要推敲许多情形。本文将借助集成电路 (IC) 在移动德律盛行业中取得的告成,逐一枚举这些推敲因素,而更主要的是简介能赞助此简化历程的最新型 IC 器件。
  凭证移动德律风的演进要领,有多项显着趋势是所有便携式装配都应当推敲的。以下将要议论辩说的内容网罗:I/O尺度、USB端口的优点、ESD掩护的耐久性、和应用模拟开关来前进医疗装配中 FPGA 和 ASIC 的功效性。
  随着 ASIC 和 FPGA 愈来愈普及,应用它们作为装配的焦点似乎是自然不外的决议。这类决议的初始资源优势是可以很容易盘算出的,但主要的是还得推敲集成为一体化妆置所须要的种种器件。便携式设计的焦点使命电压经常为2.5V或许更低,在脱离电池使命时这一点异常有用,可以应用一种升压功率治理器件以最小的电压差保持效力。然则,能在 ASIC 中完成这类低焦点电压和富厚门数的手艺也不是没有弱点的,相反这些器件很容易遭到高电压峰值 (纵然电流值很小) 的影响,这些峰值被称作静电放电 (ESD)。
  假定在数据手册中均列出了手艺尺度,ASIC 的 ESD 特殊值约为 2kV HBM (人体模子)。关于便携式医疗装配中的外部接口,这不成为效果,然则ESD会招致任何与外部毗连器相连的硅器件掉落效。
  关于这样的情形,模拟开关是很是理想的选择。从视频到数据 I/O 端口、以致音频耳机等毗连器接口,都是模拟开关所合适的应用。飞兆半导体是开关市场中的指导者,这些开关能够随便忽略地支持 8kV HBM 掩护,以致逾越 10kV;带宽从几千赫至最新式视频开关系列的逾越 1GHz 的传输率。它们不只可以掩护 ASIC,还可以在靠近芯片级的封装中增添功效。它们的功效用语也就是尺度开关的用语,即 SPST 照顾于单极单掷开关;SPDT 则为双掷。单个封装中的开关数目可以是1~4个,支持单端和差分接口。增添模拟开关能够带来变换多样的ASIC。例如,假定某个医疗装配中有两个自力的传感器 (如某个糖尿病检测器中的两个血液剖析传感器,一个作为备份;此外一个作为准确丈量),可应用一个 SPDT 开关在 ASIC 和每个传感器之间阻拦切换。耳机端口可应用公用开关,用来在两个声响发生器之间阻拦切换,或许供应下冲掩护,以防止在将耳机拔出插孔时听到稍微的爆破声。
  所有便携式装配的一个主要特点就是添加存储的才干。存储卡的尺度浩荡,几种最有数的尺度是 SD、 MicroSD 和 XD。为了防止使设计局限于应用一种存储卡,应用模拟开关便能够完成添加两个以上的存储卡插槽。由于每次只能会见一个存储卡,以是不须要应用静态集线器型开关。SD卡生长到能够将应用法式模范模范集成进现实的存储卡中。应用法式模范模范网罗“蓝牙”、Wi-Fi、指纹扫描器和GPS等,这类生长还在一连。在便携式设计中增添SD卡功效,将可以随着这些插卡取得生长时取得利益。
  


  如前所述,假定须要对种种视频旌旗暗记源阻拦混淆,也能够或许应用模拟开关。关于便携式医疗装配,这着实不是有数的请求,然则在其它所有类型的便携式装配上,视频输入毗连器曾经愈来愈普遍。移动德律风曾经泉源增添这类功效,主要用于浏览附带相机拍摄的照片。那么为甚么要在医疗装配上设置视频输入端口?
  由于复合视频输入能够让用者完全地追念所有纪录、或许用于以全尺寸回放视频。图形处置赏罚赏罚经常是 ASIC 供应商供应的一种选项,然则还须要一个视频驱动器的驱动电缆。飞兆半导体的最新型 FMS6501 是一款超小型的集成式视频滤波器和线路驱动器,同时可供应 ESD 掩护。
  岂论能否存在视频端口,这类器件都必须具有输入和输入外部数据的措施。假定这个端口也是电池充电的主要端口就加倍理想。获普遍接纳的 I/O 端口的通用串行总线 (USB) 尺度正好能做到这点,而且曾经简直取代了之前的串行毗连。随着 USB 手艺变得日趋成熟,USB 将具有更多的选项。USB OTG (On The Go) 不须要应用 PC 来培植通讯毗连,便可以将医疗装配直接与打印机相连。此外,无线 USB带来了更多的便利。在这类情形下,主要的决议是将 USB 收发器与 ASIC 集成照样应用自力的 PHY 级收发器。应用分立式收发器要领的优点类似于上述应用模拟开关的优点。它们省掉落落了 ASIC 用于严重年夜 I/O 的接脚,并为昂贵的焦点器件供应 ESD 缓冲。飞兆半导体的 USB 收发器的ESD 掩护到达 15kV,为业界的最高水平。PC 中的 USB 端口亦可经由历程 Vbus 接脚来供应500mA 下5V的电源。该电源可用来以同步要领为装配供应能量,以致可以用来为电池充电。请参照 USB 尺度来保证与电源手艺尺度兼容,有能够须要在端口上同时设置一个限流装配,例如飞兆半导体的 Intellimax(r) 器件。
  


  医疗破费品追求的是易用、耐用和准确。便携手艺的潜能曾经浮现,并在当今移动德律风业中取得验证,欲望只需保持尽能够少的便携器件。医疗界必须走类似的生长蹊径,例如:一体化血液剖析仪、体温计、和血压装配。当医疗装配经由历程 USB 端口与 PC 的剖析才干相结应时,患者便能够阻拦准确测试并全程跟踪。明确这些小旌旗暗记领域中前沿 IC,将可开发出更优良的终端医疗产物。
                               
               
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