科技

邮箱:admin@yaboyule439.icu
电话:0578-26891424
传真:
手机:18691307856
地址:台湾省台湾市台湾区依大大楼4625号
当前位置:主页 > 科技 >

科技

澳门百乐门在线官网:通过基于SOC的方法设计手持医疗设备

作者:澳门百乐门 时间:2021-01-31 00:10
本文摘要:随着医疗设备行业的缓慢发展,个人除颤器、动态血糖监测仪等手持医疗设备的市场需求大幅增加。但本质上,设计这样的医疗设备并不是一件美妙的任务。 自由选择必要的组件以满足设计规格、剔除、降低成本、最大限度地提高能效,以及努力控制设备的物理尺寸,这些只是设计此类产品时必须考虑的一些问题。此外,开发商必须确保设备的可靠性,同时确保按照美国食品和药物管理局(FDA)的规范拒收所有使用的部件。 例如,FDA拒绝医疗设备中使用的所有组件必须在未来五年内保持大规模生产。

澳门百乐门

随着医疗设备行业的缓慢发展,个人除颤器、动态血糖监测仪等手持医疗设备的市场需求大幅增加。但本质上,设计这样的医疗设备并不是一件美妙的任务。

自由选择必要的组件以满足设计规格、剔除、降低成本、最大限度地提高能效,以及努力控制设备的物理尺寸,这些只是设计此类产品时必须考虑的一些问题。此外,开发商必须确保设备的可靠性,同时确保按照美国食品和药物管理局(FDA)的规范拒收所有使用的部件。

例如,FDA拒绝医疗设备中使用的所有组件必须在未来五年内保持大规模生产。鉴于上述拒绝,许多开发人员开始使用片上系统架构来延长设计周期,增加组件数量,降低医疗应用的产品成本。

目前的设计方法下面的图1和图2是目前市场上比较少见的两种手持医疗器械的框图。第一个是血糖仪的框图,第二个是血压计的框图。图3示出了电源管理单元。

上述两种装置在基本结构上是相似的。主要区别在于它们各自连接的传感器。

包括这种医疗设备在内的罕见组件包括:核心微控制器,它继续执行所有数据处理和系统级管理任务。外围组件传感器:血糖仪使用侵入式/非侵入式生物传感器,血压监测仪使用压力传感器。ADC:将来自传感器的模拟信号转换成数字形式。滤波器(Filter):滤除输出信号中的噪声。

液晶控制器和液晶玻璃基板(屏幕):为用户指示相关信息。USB模块:与PC实时连接,监控并存储数据供后期分析。非易失性存储器:用于存储代码和数据。

电源管理系统:还包括降压转换器和线性调节器。外围组件外接微控制器,通过GPIO或专用插槽与微控制器连接。以上设计方法有很多局限性:外部组件太多。

元件数量的减少意味着需要更好的印刷电路板空间。外部元件越多,PCB走线产生噪声的概率越大。

每个外部组件都必须经过FDA的单独批准。软硬件研发都比较费力,导致研发时间缩短。

无法改变或者难以改变。基于片上系统的设计方法片上系统架构获得了一种不同的设计方法,即在微控制器所在的芯片上构建或建模大多数外设。一般来说,如果大规模生产设备,专用集成电路的成本较低。

但是考虑到可编程性和灵活性,SOC更局限于。这种设计的框图如下图所示:我们可以看到,由于大部分外设元件内置于SOC中,板上的元件数量立刻增加了很多。此外,新的设计方法具有以下优点:组件数量的增加可以大大延长设计周期。因为硬件可以通过软件在芯片中建模,所以设计可以根据需要方便地改变。

外设数量的增加可以降低不同外部源对电路板的噪声影响。因为SOC的一些特性在不必要的时候可以重新打开,所以需要修改电源管理。

以上优势仅限于任何嵌入式产品设计,对于医疗设备设计师来说更是独一无二。比如应用于医疗设备的代码非常复杂,工程师有时很难写成功。但最好是创建一个让所有组件无缝工作的架构,因为它必须解决各种问题,比如每个组件用于什么模块,I/O是否足够,如何通过复用不同的模块来对抗多个组件的工作。

利用SOC的可重配性,需要修改管理模块的工作。不用手动编写设备驱动、API、代码,可以自由选择最佳的设备设置,尽可能少的编写代码,保证组件的配合。这种方法还可以使开发者通过改变SOC的设备或停止使用某些功能来宣布同一产品的不同版本,从而满足不同价位的需求 产品的销售定价可以增加或减少,价格增加可以通过减少特征来构造。

这种充分发挥可重用性的方法延长了研发时间,节约了成本。更重要的是,这种方法可以使公司销售满足不同细分市场需求的产品。使用这种设计方法还可以延长设备检查和测试的时间。此外,基于SOC的设计方法的使用也有助于公司遵守FDA的规定,因为确保特定SOC在未来五年内保持大规模生产比确保大量外部组件要容易得多。

下图5显示了使用可重构架构的医疗设备的示意图,该架构使用包括可编程数字和模拟模块的赛普拉斯可编程片上系统(PSoC)。可编程SOC架构还可以给设计人员动态改变相关功能的灵活性,并根据适当的应用和清晰的工作环境改善电源管理和外部噪声。

但是这种方法有一个潜在的局限性,就是在明确的设计方面(不同的应用数量和元件的可用性),实际使用中SOC的成本可能比带外设元件的低成本微控制器低。然而,考虑到用单个器件代替许多不同器件的优势,如设计修改、可靠性提高和总成本降低,基于SOC的设计方法仍然是许多医疗应用的令人信服的自由选择。


本文关键词:澳门百乐门在线官网,澳门,百乐门,在线,官网,通过,基于,SOC,的,方法

本文来源:澳门百乐门-www.yaboyule439.icu