医疗电子的技术挑战

　　需要注意的另外一件事情是，接口模拟人类需求所需要的模拟电路系统既可归入高频类，也可分入高精密应用类。高精密应用有时在实现上可使用低成本的数字工艺和电路技术，但这些需要在开发超大规模复杂电路上予以投入，以减轻工艺上所带来的噪音和电压不精确等负面影响。因此，要在性能最优和成本最低方面做到优化，通常情况下，纯粹的模拟解决方案就可获得最佳的效果。这可以在集成电路级上实现，有时，如果将数种集成电路技术(模拟和数字)集成到同一个组件之内，也可以在MCM(多芯片模块)上实现。这对于高频应用而言同样正确。通常，这些会涉及到低噪声、高带宽放大器。从SoC的观点来看，在实现上存在难度;但如果从ASSP的角度来看的话，高频应用的模拟电路是可以开发出来的，因为在此情况下，各种模拟功能变成了使系统为消费者、患者以及医疗机构工作“必须要有”(must have)的电路。

　　总之，医疗设备与IC硬件都在以加速度扩张来满足市场需要，Exar致力于提供模拟解决方案，结合数字电路，丰富人类体验!

　　可穿戴产品对MCU的挑战

　　Silicon Labs公司微控制器产品市场总监Daniel Cooley谈到，要创造出能成功地满足所有这些挑战的可穿戴计算设备，需要开发人员考虑以下设备特性和功能。

　　为了以经济的价格来提供这些产品特性，便携式医疗设备、健康和健身追踪器的开发人员必须在设计中将分立式元器件的数量降至最低，以降低系统成本。半导体供应商也承担了提供功能丰富的嵌入式控制解决方案的任务，要在严格的功耗和成本预算内实现性能和可靠性的提升。这些便携式医疗设备的设计核心正是节能型的微控制器(MCU)，如Silicon Labs基于ARM技术的EFM32 Gecko MCU，它在超低供电电流下可带来优异的处理性能。

　　像所有的便携式电池供电设备一样，个人医疗设备和可穿戴活动监测器需要极致的能效来使电池寿命最大化。一些设备使用可充电电池，而其他的产品则设计为使用高性价比的用户可置换的锂离子或AAA电池即可运行数周或数月。例如Silicon Labs的 EFM32 Gecko MCU就是这类电池供电便携式应用的理想选择，因为它们在所有能耗模式下都提供行业领先的能效。

　　易用性也是便携式医疗/健康追踪器产品的根本要求，因为它可减少由操作员失误所致的测量错误。这类用户友好型设备应该要求最简易的用户交互，以实现正常的操作、一种简单化的用户输入(例如更少的按钮和流畅的软件菜单)和大型容易查看的显示(如带背光的大型液晶显示器)。为了支持这些功能，MCU必须提供现场可编程非易失性存储器(通常为系统内可编程闪存)，以及灵活的I/O配置来充分利用有限的管脚。

　　个人医疗市场广泛使用了通用串行总线(USB)接口，来支持标准化的数据和信息传输，而不受限于哪家设备制造商。个人医疗设备制造商可从各种各样的、带片上USB控制器的8位和32位MCU中选择，也可考虑各种单芯片、“即插即用”桥接解决方案，它们支持从USB转接到UART、从USB转接到SMBus和I2C、甚至从USB转接到I2S(使终端产品能够容易地添加音频功能)。USB桥接极大地简化了USB在个人医疗设备设计的实现流程。桥接芯片通常用所有必需的USB软件实现了预编程，消除了开发人员必须具有很深的专业知识来实现复杂的USB规范这一局限。

　　数据的无线传输将使个人医疗、保健和健身应用的连接变得更容易和更方便。RF发射器和接收器与MCU协同一致工作，能为多样化的便携式/可穿戴设备应用提供无线连接。此外，无线MCU——如Silicon Labs基于ARM的 Ember ZigBee SoC这样的单芯片器件，集成了一个MCU内核并带一个RF收发器——现在就能广泛地提供给医疗/健康追踪器的开发人员。无论使用何种连接方式或系统架构，通信协议栈在MCU中将需要更多的代码空间。因此，在更小占位面积的器件中具有更大的内存将是日益增长的需求。

　　助听器刚刚兴起

　　安森美半导体消费类健康产品线高级经理Jakob Nielsen说，对于中国本土企业的特点，以助听器为例，当前中国市场对听力方案的需求刚刚兴起(例如为数众多的较小公司目前正推广多种多样的助听器方案，同时也在开发具有更多功能及优势的下一代助听器)。此外，有些公司专注于因应人工耳蜗需求，这些人工耳蜗通常旨在用于患有严重听力障碍的儿童。中国本土的助听器制造商可以采用像安森美半导体这样领先半导体供应商提供的先进预配置DSP系统，快速地从设计转向生产，加快产品上市，在市场竞争中占有利位置。

　　严苛环境对连接器的挑战

　　为乡村诊所制造医疗电子诊断和监控设备的设计工程师面对开发用于严苛环境中的产品的挑战，比如极端的温度和非传统震动、振动。这些情况通常在医院设置环境中并不存在。

　　在设计耐受严苛条件的设备时，医疗系统互连产品的选择是一个关键的考虑事项。领先的互连产品制造商采取的一个方法是堆叠具有极低侧高(0.7mm高)的PCB板对板连接器，具有窄的占位面积(2.5mm宽)，这样的互连产品通常具有高保持力、双触点系统，提供强大的电气信号完整性锁定。

　　领先的互连产品供应商提供的堆叠连接器材料是额定温度高达260℃的高温LCP塑料，并且镀有闪亮的金层(最小4µ”)，这是用于严苛环境的最好的信号触点镀层材料。另一个关键的互连特性是小间距，范围为0.2mm。

　　由于医疗设备设计人员需要在更薄、更小的空间中装入越来越多的功能，具备这些特性的连接器至关重要，因而连接器密度和热管理成为挑战。