基于Fusion FPGA芯片的心電儀片上系統(tǒng)開發(fā)

　　摘 要： 利用Actel公司的基于Flash構(gòu)架的模數(shù)混合型Fusion系列FPGA芯片，設(shè)計了一款低功耗片上的心電監(jiān)護(hù)儀采集顯示系統(tǒng)。結(jié)合Fusion系列的FPGA芯片的各種資源，實現(xiàn)了心電采集預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)的處理和顯示模塊的系統(tǒng)集成，完整地形成了片上系統(tǒng)。

　　心電監(jiān)護(hù)儀器的研制起源于國外，目前由于我國醫(yī)院用的心電監(jiān)護(hù)儀體積大、價格昂貴、維護(hù)費用高，使用起來極其不便，因此儀器無法滿足家庭與鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院的使用要求。針對這種狀況，一種小型、價格低廉、便于維護(hù)的多功能心電監(jiān)護(hù)儀具有相當(dāng)?shù)氖袌龈偁幜1]。

　　Fution系列的FPGA是世界上首個基于Flash構(gòu)架的模數(shù)混合的FPGA，即在數(shù)字FPGA的基礎(chǔ)上加入了模擬電路部分，解決了傳統(tǒng)模擬電路和FPGA分離給設(shè)計帶來的諸多問題，降低了PCB板的制作難度，縮小了產(chǎn)品的體積。FPGA的可編程性使得系統(tǒng)易于升級。同時在數(shù)字系統(tǒng)中引入模擬電路，簡化了系統(tǒng)電路設(shè)計。

　　1 Fution FPGA介紹

　　Fution FPGA的主要特點主要體現(xiàn)在：

　　(1)單芯片：無需配置芯片；

　　(2)高安全性：晶體管受7層金屬保護(hù)，具有AES和Flash Lock加密技術(shù)；

　　(3)高可靠性：對高能量粒子轟擊具有免疫作用，具有很強(qiáng)的固件錯誤免疫功能；

　　(4)上電即行：上電時間非常短，一般只有幾十個微秒左右；

　　(5)低功耗：無論是動態(tài)功耗還是靜功耗都低于競爭對手，IGLOO最低可達(dá)5 ?滋W;

　　(6)低系統(tǒng)成本：無需配置芯片，小功率電源芯片，無需加密芯片，PCB面積更小。

　　Fusion系列FPGA內(nèi)部框架如圖1所示。