便攜式醫(yī)療電子裝置的設(shè)計(jì)考慮

1、便攜式醫(yī)療電子裝置的設(shè)計(jì)考慮 隨著糖尿病和心臟病等嚴(yán)峻疾病的發(fā)病率激增，陪同而來(lái)的是對(duì)精確的便攜式家用患者監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求，這包括膽固醇、血液狀況、血壓監(jiān)測(cè)、以及其它便攜式醫(yī)療器件。而且，更重要的是裝置的用法者能夠跟進(jìn)個(gè)人測(cè)試的結(jié)果。移動(dòng)電話業(yè)界的技術(shù)長(zhǎng)進(jìn)，創(chuàng)建了相當(dāng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和形狀尺寸，令產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者的可用性及易用性大大提高。對(duì)于患者監(jiān)測(cè)設(shè)備，達(dá)到這種階段的簡(jiǎn)化過程需要考慮無(wú)數(shù)狀況。本文將借助 (ic) 在移動(dòng)電話行業(yè)中取得的勝利，一一列舉這些考慮因素，而更重要的是介紹能協(xié)助此簡(jiǎn)化過程的最新型 ic 器件。 按照移動(dòng)電話的演進(jìn)方式，有多項(xiàng)顯然趨勢(shì)是全部便攜式裝置都應(yīng)當(dāng)考慮的。以下將要研究的內(nèi)容

2、包括：i/o標(biāo)準(zhǔn)、端口的優(yōu)點(diǎn)、esd庇護(hù)的耐久性、以及用法模擬開關(guān)來(lái)提高醫(yī)療裝置中 和 asic 的功能性。隨著 asic 和 fpga 越來(lái)越普及，用法它們作為裝置的核心似乎是自然不過的打算。這種打算的初始成本優(yōu)勢(shì)是可以很簡(jiǎn)單計(jì)算出的，但重要的是還得考慮集成為一體扮裝置所需要的各種器件。便攜式設(shè)計(jì)的核心工作經(jīng)常為2.5v或者更低，在脫離電池工作時(shí)這一點(diǎn)十分實(shí)用，可以利用一種升壓功率管理器件以最小的電壓差維持效率。但是，能在 asic 中實(shí)現(xiàn)這種低核心電壓以及豐盛門數(shù)的技術(shù)也不是沒有缺點(diǎn)的，相反這些器件很簡(jiǎn)單受到高電壓峰值 (即便值很小) 的影響，這些峰值被稱作靜電放電 (esd)。假如在數(shù)據(jù)

3、手冊(cè)中均列出了技術(shù)規(guī)范，asic 的 esd 額定值約為 2kv hbm (人體模型)。對(duì)于便攜式醫(yī)療裝置中的內(nèi)部接口，這不成為問題，但是esd會(huì)導(dǎo)致任何與外部相連的硅器件失效。對(duì)于這樣的情形，模擬開關(guān)是非常抱負(fù)的挑選。從視頻到數(shù)據(jù) i/o 端口、乃至音頻耳機(jī)等銜接器接口，都是模擬開關(guān)所適合的應(yīng)用。是開關(guān)市場(chǎng)中的領(lǐng)導(dǎo)者，這些開關(guān)能夠輕易地支持 8kv hbm 庇護(hù)，甚至超過 10kv;帶寬從幾千赫至最新式視頻開關(guān)系列的超過 1ghz 的傳輸率。它們不僅可以庇護(hù) asic，還可以在臨近芯片級(jí)的封裝中增添功能。它們的功能用語(yǔ)也就是標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)的用語(yǔ)，即 spst 相應(yīng)于單極單擲開關(guān);spdt 則為雙擲

4、。單個(gè)封裝中的開關(guān)數(shù)量可以是14個(gè)，支持單端和差分接口。增強(qiáng)模擬開關(guān)能夠帶來(lái)變幻多樣的asic。例如，假如某個(gè)醫(yī)療裝置中有兩個(gè)自立的 (如某個(gè)糖尿病檢測(cè)器中的兩個(gè)血液分析傳感器，一個(gè)作為備份;另一個(gè)作為精確測(cè)量)，可用法一個(gè) spdt 開關(guān)在 asic 和每個(gè)傳感器之間舉行切換。耳機(jī)端口可用法專用開關(guān)，用來(lái)在兩個(gè)聲音發(fā)生器之間舉行切換，或者提供下沖庇護(hù)，以避開在將耳機(jī)插入插孔時(shí)聽到輕微的爆破聲。全部便攜式裝置的一個(gè)重要特點(diǎn)就是添加存儲(chǔ)的能力。存儲(chǔ)卡的標(biāo)準(zhǔn)眾多，幾種最頻繁的標(biāo)準(zhǔn)是 sd、 microsd 以及 xd。為了避開使設(shè)計(jì)局限于用法一種存儲(chǔ)卡，用法模擬開關(guān)便能夠?qū)崿F(xiàn)添加兩個(gè)以上的存儲(chǔ)卡插

5、槽。由于每次只能拜訪一個(gè)存儲(chǔ)卡，所以不需要用法動(dòng)態(tài)集線器型開關(guān)。sd卡進(jìn)展到能夠?qū)?yīng)用程序集成進(jìn)實(shí)際的存儲(chǔ)卡中。應(yīng)用程序包括“”、wi-fi、指紋掃描器和等，這種進(jìn)展還在繼續(xù)。在便攜式設(shè)計(jì)中增強(qiáng)sd卡功能，將可以隨著這些插卡得到進(jìn)展時(shí)獲得好處。如前所述，如果需要對(duì)各種視頻信號(hào)源舉行混合，也可以用法模擬開關(guān)。對(duì)于便攜式醫(yī)療裝置，這并不是頻繁的要求，但是在其它全部類型的便攜式裝置上，視頻輸出銜接器已經(jīng)愈來(lái)愈普遍。移動(dòng)電話已經(jīng)開頭增強(qiáng)這類功能，主要用于掃瞄附帶相機(jī)拍攝的照片。那么為什么要在醫(yī)療裝置上設(shè)置視頻輸出端口?由于復(fù)合視頻輸出能夠讓用者完整地回顧全部記錄、或者用于以全尺寸回放視頻。圖形處理經(jīng)常

6、是 asic 供給商提供的一種選項(xiàng)，但是還需要一個(gè)視頻驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電纜。飛兆半導(dǎo)體的最新型 fms6501 是一款超小型的集成式視頻和線路驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)可提供 esd 庇護(hù)。不管是否存在視頻端口，這種器件都必需具有輸入和輸出外部數(shù)據(jù)的辦法。假如這個(gè)端口也是電池充電的主要端口就越發(fā)抱負(fù)。獲廣泛采納的 i/o 端口的通用串行 (usb) 標(biāo)準(zhǔn)正巧能做到這點(diǎn)，而且已經(jīng)幾乎取代了以前的串行銜接。隨著 usb 技術(shù)變得日趨成熟，usb 將擁有更多的選項(xiàng)。usb otg (on the go) 不需要用法 pc 來(lái)建立通信銜接，就可以將醫(yī)療裝置挺直與打印機(jī)相連。此外，無(wú)線 usb帶來(lái)了更多的方便。在這種狀況

7、下，主要的打算是將 usb 與 asic 集成還是用法自立的 phy 級(jí)收發(fā)器。用法分立式收發(fā)器方式的優(yōu)點(diǎn)類似于上述用法模擬開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。它們省掉了 asic 用于復(fù)雜 i/o 的接腳，并為昂貴的核心器件提供 esd 緩沖。飛兆半導(dǎo)體的 usb 收發(fā)器的esd 庇護(hù)達(dá)到 15kv，為業(yè)界的最高水平。pc 中的 usb 端口亦可通過 vbus 接腳來(lái)提供500ma 下5v的電源。該電源可用來(lái)以同步方式為裝置提供能量，甚至可以用來(lái)為電池充電。請(qǐng)參照 usb 標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證與電源技術(shù)規(guī)范兼容，有可能需要在端口上同時(shí)設(shè)置一個(gè)限流裝置，例如飛兆半導(dǎo)體的 intellimax(r) 器件。醫(yī)療消費(fèi)品追求的是易用、耐用和精確。便攜技術(shù)的潛能已經(jīng)顯現(xiàn)，并在當(dāng)今移動(dòng)電話業(yè)中得到驗(yàn)證，希翼只需維持盡可能少的便攜器件。醫(yī)療界必需走類似的進(jìn)展道路