信号微控制器配合便携医疗感测应用增长

南国知心

    注重精密性能及灵活性、软件可重配置的传感器接口代表能够藉软件配合宽范围的应用。诸如通用串行总线(USB)及液晶显示器(LCD)驱动器等多种接口确保此方案能够快速地集成至宽范围的高性价比应用，而片外元器件数量极少。
    挑选处理器
    　近年来，由于需要具备集成力及集成最新技术和功能，导致所有终端市场的电子产品在重新设计(designre-spin)前的平均寿命大幅缩短。ARMCoretex-M3等内核支持在平台与新迭代现有设计之间，透过直接的软件变更而非从头开始(groundup)的固定设计，进行简单的移植。ARMCortex-M3这样的32位架构标准内核也能更好符合当前及下一代便携医疗设备设计日渐增多的运算及连接要求。透过结合这类内核及软件可配置的模拟前端，微控制器的可扩展性及灵活性得到了进一步增强。
    将功率需求降至最低
    过去十年来，可移植性是众多电子设备设计的焦点，而在小外形因数条件下渴求结合可移植性与数量日渐增多之功能已经成为医疗市场的趋势。在电池技术没有飞越的情形下，渴求增加功能、减小总体尺寸同时还维持可接受及可行的电池寿命水平，已经滋生不少挑战。这导致便携设备制造商耗费相当多时间及资源来确保他们的元器件使用具有更高能效的架构、技术及功能。
    在医疗感测应用的微控制器案例中，多种工作模式能够帮助实现大幅节能及延长电池充电或换电池间隔的时间。工作(active)、待机(standby)及休眠(sleep)模式下消耗的电流电平必须依次降低，血糖仪这样的便携感测设备每天仅有约5分钟时间处在“导通”状态，一枚钮扣电池可以用很多个月甚至是数年。例如，安森美半导体专门设计用于医疗领域便携精密感测操作的Q32M210精密混合信号微控制器在处理器内核以1MHz频率运行的工作状态下仅消耗不到1mA的电流，待机模式下电流消耗约为26µA，而以实时频率工作的休眠模式下电流消耗不到750nA。在典型的血糖仪应用中，在处理器内核每天以8MHz(等同于10DMIPS)工作5分钟的情形下，Q32M210采用单个电池可以工作超过630天。
    集成的综合优势　
    便携精密感测医疗设备市场也已经帮助推动在单个元器件中集成尽可能多功能的潮流。此类集成的优势包括减少元器件总数量、降低印制电路板(PCB)复杂度、降低系统总成本及减小系统尺寸。
    先进的混合信号技术令集成型微控制器设计人员能够在同一块芯片上以极近的间距可靠地结合模拟与数字功能。同样以Q32M210为例，除了中央微控制器，还有可能集成像闪存及SRAM(用于储存用户及程序数据)、电源管理电路(用于将能效提升至最高)、传感器接口及模拟前端(模拟/数字及数字/模拟转换)、片上脉宽调制(PWM)、灵活的频率及I/O(包括各种数据及显示接口)等元器件。
    集成还提供其它重要优势，如因要布设的元器件数量减少而简化封装及提升可靠性等。
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