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基于NXP 32位MCU的醫療用多參數監護儀解決方案

作者: 2013-01-07 10:41:00 浏覽:273

  多參數監護儀能爲醫學臨床診斷提供重要的病人信息,可實時檢測人體的心電信號、心率、血氧飽和度、血壓、呼吸頻率和體溫等重要參數,實現對各參數的監督報警。信息存儲和傳輸,是一種監護病人的重要設備,監護儀可實時、連續、長時間地監測病人的重要生命特征參數,具有很重要的臨床使用參考價值,並可便攜移動、車載使用,大大提高了使用率,爲監護病人和搶救病人提供了第一手臨床信息資料和多樣的生命特征參數。

  

  隨著經濟不斷發展,人民生活水平不斷改善,醫療水平的不斷提高,各種醫療體制和社會保障體系的逐漸健全,目前醫院在臨床監護意識和監護産品的選擇上呈現較大提高,在監護儀的綜合化、模塊化、專業化、智能化以及信息網絡化等方面的需求日益突出。由此,很多醫療衛生機構將逐步進行儀器設備的更新換代,對先進設備的技術要求也將不斷提高,要求檢測參數更多,顯示內容更豐富,界面更漂亮,對數據進行更複雜的運算分析,設計緊湊,體積小巧,無線化,網絡化,攜帶方便,既可用于病房,也可用于室外,可以定時、連續、長時間地檢測病人的重要生命特征參數等等。

  監護儀的市場潛力將十分巨大,而面對醫療器械市場快速增長的局面,各品牌之間的競爭日也趨激烈,成本壓力日漸顯現。

  作爲高性能混合信號 (HPMS: High Performance Mixed Signal) 創新技術的供應商,恩智浦半導體NXP Semiconductors N.V.在32位ARM微控制器各類應用市場中曆年來一直處于領導者地位。

  品佳集團作爲NXP緊密的合作夥伴,結合監護儀等醫療産品對處理器要求的高性能,高集成度,高性價比的特點,依照産品性能定位、性價比要求,推出了基于ARM9、Cortex-M4、Cortex-M3産品的多款應用方案,能夠滿足高中低檔監護儀、心電儀等相似産品應用,具有很高的性價比。

  一、整機結構

  該産品主要由計算機系統和各個采集模塊構成,計算機系統包含了主控板、LCD顯示屏,鍵盤輸入,無線設備等等,采集模塊則依不同的産品型號,功能特點添加不同的檢測參數模塊,如:心電信號、心率、血氧飽和度、血壓、呼吸頻率等等,結構框圖如下:

  

  二、主控板原理框圖

  主控板與外部的互連包括電源輸入和多路串口、TFT屏接口、模擬VGA接口、網絡接口、模擬輸出等。

  

  三、ARM9LPC3250

  這款先進的MCU采用強大的ARM926EJ-S內核,VFP協處理器,高效的內部總線矩陣和大量的標准外設來實現超強的性能,LPC32x0系列采用90納米工藝設計,特點是高性能,高集成度和低功耗,主要特點如下:

  ?208MHz, 32-bit ARM926EJ 處理器

  ?高達256KB SRAM和32KB I-cache / 32KB D-cache

  ?向量浮點協處理器(VFP),使性能提高5 倍左右,並減少代碼,降低功耗

  ?帶專用DMA 的10/100MEthernet MAC控制器

  ?10M/100MHz以太網、USB

  ?帶觸摸屏接口的10-bit A/D 轉換器

  ?24位LCD控制器帶有專用的DMA控制器,支持STN和TFT,可編程的顯示分辨率高達1024&TImes;768。

  ?多達7個UART,均內置小數波特率發生器和64 byte FIFO

  ?TFBGA296封裝

  

  四、Cortex-M4: LPC43xx

  LPC4000 微控制器系列,主頻高達150MHz,該系列産品是全球首次采用ARM® Cortex™-M4和Cortex-M0雙核心架構的非對稱數位訊號控制器。 LPC4000系列控制器爲DSP和MCU應用開發提供了單一的架構和開發環境。利用雙核心架構和恩智浦特有的可配置周邊設備。 Cortex-M0子系統處理器可分擔Cortex-M4處理器大量資料移動和I/O處理任務以減小Cortex-M4頻寬占用,使得後者可全力處理數位訊號控制應用中的數位計算。非對稱雙核心架構降低了功耗、成本和系統複雜性,爲開發者提供了單一芯片解決方案,讓軟體分區(parTITIon)變得更簡單。

  

  五、Cortex-M3: LPC18xx

  作爲業界最高性能的ARM® Cortex™-M3微控制器。LPC1800的低功耗優化設計使其在極低頻率到150Mhz範圍內最大發揮Flash或RAM的性能,並且和LPC4300系列pin2pin兼容,升級方便。

  

  六、Cortex-M3: LPC178x

  主要特點:?

  ?120MHz, Cortex-M3處理器

  ?高達512K FKASH、96K RAM

  ?4 kB EEPROM

  ?32/16/8-bit 外部總線接口

  ?10M/100MHz以太網、FS-USB OTG

  ?帶觸摸屏接口的12-bit A/D 轉換器、10-bit D/A

  ?24位LCD控制器帶有專用的DMA控制器,支持STN和TFT,可編程的顯示分辨率高達1024&TImes;768。

  ?多達5個UART,均內置小數波特率發生器和64 byte FIFO

  ?SD card interface

  ?最多可達165個 I/O 口

  ?産品可兼容LPC2478

  

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