全新片上可編程系統(tǒng)（SOPC）多參監(jiān)護儀專用主控板

多參監(jiān)護儀主控板是多參監(jiān)護儀執(zhí)行信息處理的核心部件，主要解決臨床生理信息的傳輸、存儲、顯示、交換和信息數(shù)據的組合加工。

特別是數(shù)字化醫(yī)院的發(fā)展，HIS、CIS 系統(tǒng)的建立和普遍使用，使得多參監(jiān)護儀不僅是一個生理參數(shù)的顯示和記錄終端，而且正成為醫(yī)療單位信息系統(tǒng)中必不可少的一個重要的臨床、生理信息平臺。它的許多技術指標直接體現(xiàn)了多參監(jiān)護儀整機的重要技術性能指標。在多參監(jiān)護儀市場競爭日趨激烈的今天，選擇一款技術既先進，性能價格比又高的主控板，無疑可以大大提高它的市場競爭力。

一、目前國內多參監(jiān)護儀主控板的現(xiàn)狀：

目前我國大多數(shù)主流廠商已基本上不再使用常規(guī)工控主板，而開始改用專門的所謂ARM 主控板。ARM 主控板中的核心部件ARM 芯片，其實是一種通用配置的片上系統(tǒng)（System On Chip,簡稱SOC）芯片，是由ARM 芯片開發(fā)商根據應用系統(tǒng)的通用配置制作的ASIC 芯片。這種通用配置的芯片無法直接滿足象多參監(jiān)護儀這樣一些有著特殊要求的應用領域。如：實時滾屏顯示；多串口的實時響應；有線、無線信息通信接口多樣化；多種顯示接口以及對多種TFT 顯屏兼容性的要求等。

為了彌補ARM 芯片無法完成的這些特殊功能，目前一般采用在ARM 芯片外圍加接專用IC 和FPGA 芯片，在FPGA 芯片中燒入各種硬件電路，配合專用IC 芯片，在PCB 板上以“打補丁”的方式實現(xiàn)上述特殊功能。采用這種方法雖然在某種程度上可以勉強解決一些問題，但在生產和調試的具體實施上存在較大技術難度，而且存在費用較高、靈活性差和不易更新?lián)Q代等缺點。更重要的是這些在PCB 板上通過“打補丁”補上去的電路，不屬于ARM 微處理器系統(tǒng)的一部分，無法受ARM 微處理器的指令控制，使這些“補丁”電路無法實現(xiàn)智能化，更無法與系統(tǒng)其它資源相兼容，結果導致系統(tǒng)整體的智能化程度大大降低。直接影響了產品的質量和功能的提升。

目前多參監(jiān)護儀產品經過幾十年的發(fā)展，市場競爭已十分激烈，為保持競爭中的優(yōu)勢，以求在產品市場中占有自己的一席之地，就必須不斷采用新的技術，加快企業(yè)產品的技術更新速度。過去一般產品10 年更新?lián)Q代，現(xiàn)在3 到5 年就要更新了。產品智能化程度的高低和新產品更新速度的快慢，已經成為衡量一個企業(yè)是否具有市場競爭優(yōu)勢的重要標志。

二、 片上可編程系統(tǒng)（SOPC）介紹

當今電子系統(tǒng)的設計已不再是利用各種通用IC 進行PCB 板級的設計和調試，而是轉向以大規(guī)模ASIC 為物理載體的系統(tǒng)芯片的設計，簡稱SOC（System On Chip）,或者轉向以大規(guī)模FPGA 為物理載體的系統(tǒng)芯片的設計，稱為可編程片上系統(tǒng),簡稱SOPC（System On Programmable Chip）.

另一方面，由于近年來集成電路工藝的成熟和EDA 工具的迅速發(fā)展，使得電子系統(tǒng)設計者并不需要過多地關注半導體集成工藝，完全可以利用現(xiàn)有的成熟工藝，在EDA 工具的幫助下完成整個系統(tǒng)的全部設計，并最終或者委托IC 制造商進行ASIC 生產，或者直接在FPGA 上實現(xiàn)。

構建SOPC 和SOC 的共同特點是，在不同的目標物理載體內都以軟核IP（Intellectual Property Core）作為基本構件。它們都以硬件描述語言為主要設計手段，借助于以計算機為平臺的EDA 工具進行。專用SOPC 芯片設計技術主要是指面向單片專用SOC 芯片設計技術的計算機技術，與通用SOC 芯片設計技術相比，其特點有：

設計全程，包括電路系統(tǒng)描述、硬件設計、仿真測試、綜合、調試、系統(tǒng)軟件設計，直至整個系統(tǒng)的完成，都由計算機進行。

設計技術直接面向用戶，即專用集成電路的被動使用者同時也可能是專用集成電路的主動設計者。

系統(tǒng)級專用集成電路的實現(xiàn)有了更多的途徑，即除傳統(tǒng)的ASIC 器件外，還能通過大規(guī)模FPGA 等可編程器件來實現(xiàn)。

三、XJ-SOPC-104 多參監(jiān)護儀專用主控板的技術特點

為趕超世界先進水平，更多更快地設計生產出性能更加優(yōu)越的產品，我們采用了上述FPGA嵌入軟核IP的SOPC新技術，開發(fā)出了與以往完全不同的，新型的多參監(jiān)護儀專用主控板，即“XJ-SOPC-104多參監(jiān)護儀專用工業(yè)控制板”。該工控板的核心器件FPGA承載了該板的SOPC，是以嵌入式系統(tǒng)結構為基礎，集軟硬件于一體的專用系統(tǒng)級芯片。多參監(jiān)護儀主控板的所有特殊功能要求，都可以出色地由SOPC中的硬件和軟件協(xié)同完成。具有技術先進、各項專用技術指標先進、智能化程度高、性能穩(wěn)定可靠、功耗低、易于加工生產以及具有較高的性能價格比等優(yōu)點。

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