手持式醫(yī)療電子設(shè)備的設(shè)計實現(xiàn)

基于SoC的設(shè)計方案

不妨設(shè)想這樣一種情況：在包括了微控制器的單芯片上實現(xiàn)大多數(shù)外設(shè)元件功能，也就是采用片上系統(tǒng)(SoC)或ASIC。如果希望支持可編程性，那么選用SoC比較適合。如果實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，那么ASIC在成本上更有優(yōu)勢。這種設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。

圖4：基于SoC的手持式醫(yī)療電子設(shè)備設(shè)計方案。

由于大多數(shù)外設(shè)元件都集成到SoC中，所有板上的元件數(shù)量大大減少。此外，這種全新的設(shè)計方法還有以下優(yōu)勢：減少元件數(shù)量可大幅縮短設(shè)計周期；由于硬件功能在芯片內(nèi)通過軟件實現(xiàn)，所以便于隨時根據(jù)需要修改設(shè)計方案；減少外設(shè)元件也有助于減少噪聲；通過禁用某些暫時不需要的芯片特性，可方便地降低電路板功耗。

這些優(yōu)勢可對任何嵌入式產(chǎn)品設(shè)計帶來好處。不過，在醫(yī)療電子設(shè)備設(shè)計中采用上述方法還有一些獨特優(yōu)勢。

醫(yī)療電子設(shè)備的代碼非常復(fù)雜，有的代碼編寫起來非常困難。特別是創(chuàng)建一個讓所有元件都可無縫協(xié)作的架構(gòu)，常常是一個很大挑戰(zhàn)。每個元件使用什么接口、有沒有足夠的I/O、不同接口能否通過多路復(fù)用技術(shù)支持一個以上的元件，等等，都是都是需要考慮的問題。此外，最好還能在微控制器中拖放元件、選擇配置設(shè)置、盡可能減少代碼編寫工作量同時又確保不同元件彼此協(xié)作。設(shè)計人員還希望同一產(chǎn)品有不同版本，以滿足不同價位需求，適應(yīng)市場和客戶需求的不斷變化。

如果設(shè)計人員只需通過點擊操作就能禁用某個設(shè)計特性，或者通過拖放操作就能增加特性，則必將縮短開發(fā)時間、節(jié)約成本并根據(jù)不同市場需求推出相關(guān)產(chǎn)品。這種設(shè)計方法還有助于縮短產(chǎn)品的驗證與測試時間。

采用基于SoC的設(shè)計方法還有助于滿足FDA的規(guī)定要求，因為它能更方便地確保所用的SoC五年內(nèi)不停產(chǎn)。