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便携式医疗电子装置的设计考虑 |
| 发布时间:2007年1月25日 点击次数:55 |
| 来源:EDN China 作者:Edmund H Suckow,飞兆半导体公司 |
根据移动电话的演进方式,有多项明显趋势是所有便携式装置都应该考虑的。以下将要讨论的内容包括:I/O标准、USB端口的优点、ESD保护的耐久性、以及使用模拟开关来提高医疗装置中 FPGA 和 ASIC 的功能性。 随着 ASIC 和 FPGA 越来越普及,使用它们作为装置的核心似乎是自然不过的决定。这种决定的初始成本优势是可以很容易计算出的,但重要的是还得考虑集成为一体化装置所需要的各种器件。便携式设计的核心工作电压常常为2.5V或者更低,在脱离电池工作时这一点非常有用,可以利用一种升压功率管理 如果在数据手册中均列出了技术规范,ASIC 的 ESD 额定值约为 2kV HBM (人体模型)。对于便携式医疗装置中的内部接口,这不成为问题,但是ESD会导致任何与外部连接器相连的硅器件失效。 对于这样的情形,模拟开关是十分理想的选择。从视频到数据 I/O 端口、乃至音频耳机等连接器接口,都是模拟开关所适合的应用。飞兆半导体是开关市场中的领导者,这些开关能够轻易地支持 8kV HBM 保护,甚至超过 10kV;带宽从几千赫至最新式视频开关系列的超过 1GHz 的传输率。它们不仅可以保护 ASIC,还可以在接近芯片级的封装中增添功能。它们的功能用语也就是标准开关的用语,即 SPST 相应于单极单掷开关;SPDT 则为双掷。单个封装中的开关数量可以是1~4个,支持单端和差分接口。增加模拟开关能够带来变化多样的ASIC。例如,如果某个医疗装置中有两个独立的传感器 (如某个糖尿病检测器中的两个血液分析传感器,一个作为备份;另一个作为精确测量),可使用一个 SPDT 开关在 ASIC 和每个传感器之间进行切换。耳机端口可使用专用开关,用来在两个声音发生器之间进行切换,或者提供下冲保护,以避免在将耳机插入插孔时听到轻微的爆破声。 所有便携式装置的一个重要特点就是添加存储的能力。存储卡的标准众多,几种最常见的标准是 SD、 MicroSD 以及 XD。为了避免使设计局限于使用一种存储卡,使用模拟开关便能够实现添加两个以上的存储卡插槽。因为每次只能访问一个存储卡,所以不需要使用动态集线器型开关。SD卡发展到能够将应用程序集成进实际的存储卡中。应用程序包括“蓝牙”、Wi-Fi、指纹扫描器和GPS等,这种发展还在继续。在便携式设计中增加SD卡功能,将可以随着这些插卡得到发展时获得益处。
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