手持式医疗电子设备的设计实现

1、手持式医疗电子设备的设计实现随着医疗设备产业的迅速进展，用于个人保健的移动手持式医疗电子设备也同样在迅速进展。不管是手持式除颤仪还是动态血糖监视仪，设计这类产品都不是一件简单的事。挑选适当的元件满足设计规范要求、尽可能降低成本、确保设计计划的功率、特殊关注产品的实际大小等等，都是在产品设计过程中必需考虑的问题。除此之外，还必需确保产品容易易用，所用的元件符合fda要求。比如，其中一项规定是要求用于医疗电子设备的元件必需五年内不停产。因为这些限制，医疗电子设备的设计人员还必需关注如何缩短设计周期、削减元件数量、降低产品成本。当前的设计办法图1和图2是目前市场上流行的两款手持式医疗电子设备的结构框

2、图。图1是血糖监视仪的结构框图，图2是血压监视仪的结构框图，图3是它们的单元。图1：血糖监视仪的结构框图。这两种设备在基本构造上十分相像，只是衔接的有所不同。这种典型的手持式医疗电子设备主要包含内核(执行全部数据处理与系统级管理任务的微控制器)，以及外设元件。其中，外设元件包括：1. 传感器，血糖监视仪中的有创无创生物传感器，或者血压监视仪中的血压传感器；2. ，将从转换器得到的模拟信号改变为数字形式；3. 输入信号处的，用于滤除噪声；4. 控制器以及向用户显示相关信息的lcd；5. 接口，可与pc同步，显示并存储数据；6. 非易失性快闪存储器，可存储代码与数据；7. 包含升压转换器与线性稳压

3、器的电源管理系统。外设元件都在微控制器外部，通过通用gpio或专用引脚衔接到微控制器。然而，这种设计办法存在一些局限性，主要体现在以下方面：因为所有用法外部元件，所以元件数量无数，需占用较多的空间；外部元件越多，pcb走线上感应噪声的几率就越大；全部元件是需经过fda认可；硬件与软件开发时光延伸；很难便利地对设计计划加以改动。基于的设计计划不妨设想这样一种状况：在包括了微控制器的单芯片上实现大多数外设元件功能，也就是采纳片上系统(soc)或asic。假如希翼支持可编程性，那么选用soc比较适合。假如实现大批量生产，那么asic在成本上更有优势。这种设计计划的结构框图4所示。图4：基于soc的手

4、持式医疗电子设备设计计划。因为大多数外设元件都集成到soc中，全部板上的元件数量大大削减。此外，这种全新的设计办法还有以下优势：削减元件数量可大幅缩短设计周期；因为硬件功能在芯片内通过软件实现，所以便于随时按照需要修改设计计划；削减外设元件也有助于削减噪声；通过禁用某些临时不需要的芯片特性，可便利地降低电路板功耗。这些优势可对任何产品设计带来益处。不过，在医疗电子设备设计中采纳上述办法还有一些独特优势。医疗电子设备的代码十分复杂，有的代码编写起来十分困难。特殊是创建一个让全部元件都可无缝配合的架构，经常是一个很大挑战。每个元件用法什么接口、有没有足够的i/o、不同接口能否通过多路复用技术支持一

5、个以上的元件，等等，都是都是需要考虑的问题。此外，最好还能在微控制器中拖放元件、挑选配置设置、尽可能削减代码编写工作量同时又确保不同元件彼此配合。设计人员还希翼同一产品有不同版本，以满足不同价位需求，适应市场和客户需求的不断变幻。假如设计人员只需通过点击操作就能禁用某个设计特性，或者通过拖放操作就能增强特性，则必将缩短开发时光、节省成本并按照不同市场需求推出相关产品。这种设计办法还有助于缩短产品的验证与测试时光。采纳基于soc的设计办法还有助于满足fda的规定要求，由于它能更便利地确保所用的soc五年内不停产。基于的设计计划推出了一系列可编程片上系统(psoc)器件，能很好地满足上述应用需求。psoc器件的可编程数字与模拟模块经过通过配置后，可以执行外设功能。图5给出了基于 psoc 的医疗电子设备典型结构框图。psoc的另外一个优势，是能让设计人员在设备运行时也能灵便地修改功能，实现更好的电源管理与抗噪性能。基于soc的设计办法的唯一潜在局限性，是在某些设计计划中其成本可能要高于采纳低成本微控