手持式醫療電子設備的設計實現

基于SoC的設計方案

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

圖4：基于SoC的手持式醫療電子設備設計方案。

由于大多數外設元件都集成到SoC中，所有板上的元件數量大大減少。此外，這種全新的設計方法還有以下優勢：減少元件數量可大幅縮短設計周期；由于硬件功能在芯片內通過軟件實現，所以便于隨時根據需要修改設計方案；減少外設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。

這些優勢可對任何嵌入式產品設計帶來好處。不過，在醫療電子設備設計中采用上述方法還有一些獨特優勢。

醫療電子設備的代碼非常復雜，有的代碼編寫起來非常困難。特別是創建一個讓所有元件都可無縫協作的架構，常常是一個很大挑戰。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用技術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作。設計人員還希望同一產品有不同版本，以滿足不同價位需求，適應市場和客戶需求的不斷變化。

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

采用基于SoC的設計方法還有助于滿足FDA的規定要求，因為它能更方便地確保所用的SoC五年內不停產。