片上系统架构使便携式医疗设备设计
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基于片上系统的方案
今天的片上系统(SoC)结构的设计为便携式医疗电子设备提供了一种新的思路。使用片上系统设计可以带来众多的附加价值。图3和图4的设计描绘了血压监测和非接触式数字温度计使用片上系统结构的实现方案。
图3 使用片上系统的血压监测方案
使用基于片上系统的血压监测设备可以简化设计，达到更好的效果。片上系统可以集成设计所需的高增益放大器。振荡脉冲可以通过集成的模拟/数字过滤器来提取。片上系统里面的模数转换器ADC可以用来数字化数据。集成的CPU核可以提供处理能力来处理所需的先进的过程算法。这个器件还可以集成字段LCD驱动（用于显示）、EERPROM（数据日志）、实时时钟（时间标记）、全速USB（作为PC接口）、直接存储器存取DMA(与CPU数据交换)和电容感应按键（可以取代机械按键）。片上系统中的定时器可以用来计算出心率和处理安全功能，集成的脉宽调制器PWM可以用来控制电机。片上系统还可以工作在独特的宽工作电压下并且可以达到较低的功耗，这个特点正是电池驱动设备的理想特性。
图4 使用片上系统的非接触式数字温度计方案
对于红外测温仪，片上系统也集成了所需的放大器以及模数转换器（检测微伏变化）。片上系统内部的精密参考电压为传感器提供了稳定的、准确的参考。片上系统还集成了其他功能，包括字段LCD驱动、EEPROM、实时时钟RTC、USB接口、电容感应等等。
如上所述,片上系统集成了便携式医疗电子应用所需的大部分外围器件。这不仅可以减少外部器件，还可以保护模拟IP，因为他把大部分模拟器件都整合到了芯片里面。并且，更少的器件还意味着可以简化PCB，缩短设计时间，从而更快的投放市场。芯片里面的不同外围器件的电源可以单独设为不同的模式，因此系统电源管理变得更简单、更有效。片上系统芯片还可以动态重构，这也降低了成本和时间，并且有利于重新设计或改变设计。最重要的是，使用片上系统结构简化了器件清单，这使FDA认证更简单。便携式医疗电子设备所有类型——血糖测定仪、血压计、便携式心电图设备等，都可以使用这种方法实现。
举例说明,赛普拉斯的PSoC产品(可编程片上系统)可用于度身定制手持应用设备(如血压监控器、血糖测定仪和脉冲血氧定量计)。PSoC3/5整合了8051/ ARM cortex M3核（可以工作在33 MIPS和100 DMIPS）、放大器、专用的数字滤波模块、可配置的Delta Sigma 模数转换器、 可以驱动736个字段LCD驱动、电容式触摸感应按钮和接近检测、2KB的EEPROM、全速USB 2.0和许多其它的功能，从而真正达到了单芯片解决方案的目的。以上这些，再加上PSoC Creator集成开发环境（已经预制了每个功能的可编程IP模块，提供了所需的全部设计工具），这使得产品设计者可以随心所欲对自己的产品进行编程，从而可以缩短设计周期。
总体来说，使用片上系统可以使便携式医疗电子设计更简单，可以保护知识产权，可以提供新颖独特的方法来使功能更个性化，可以使FDA认证更简单。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/166232.htm
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