飞思卡尔：半导体技术的进步推动了下一代医疗设备的发展

半导体技术促进了下一代医疗设备变得更加智能，更加精确和互联。哪种半导体技术正在为未来的医疗设备创造条件？飞思卡尔半导体公司的David Niewolny讨论了对医疗设备设计影响最大的半导体技术的发展。
医疗保健行业正在经历一场技术革命。全球人口的老龄化和医疗保健成本的上涨使世界的医疗保健基础设施处于紧张状态。
婴儿潮一代现在已经成为老年人口，这加剧了老年人口的增长。为了应对这种急剧的人口变化，卫生系统需要做出巨大的改变。
目前，这些变化包括新的治疗方法和早期诊断工具，这些只能通过先进的硬件和软件技术才能实现。这些先进的硬件和软件技术已经很久没有使用了，因为医疗设备行业规避了风险。
那么，什么样的技术为未来的医疗设备创造了条件？图1：标准医疗设备架构图1显示了典型的医疗设备标准硬件架构。以下列出了推动医疗设备设计创新的芯片技术演进。
＆amp; Middot;模拟信号调理低功耗嵌入式控制无线连接的芯片供应商在这些战略领域提供了重大的技术进步，这是医疗设备客户优化其产品的必要条件。医疗设备的重要和独特特性之一是能够分析由有线或无线传感器捕获的非常小的数据信号的能力。
诸如运算放大器，高分辨率模数转换器（ADC），数模转换器（DAC），模拟比较器（ACMP）和电压基准（VREF）之类的精密模拟组件不断发展和完善下一代医疗设备的性能。精密创造了条件。
运算放大器用于放大和滤波信号，模拟比较器（ACMP）可以配置为在达到峰值时触发中断。下一阶段需要精确定时的传感器衰减输出模数转换器。
设备设计人员应寻找具有丰富功能，超低功耗以及分辨率高于16位的模数转换器（ADC）。提供高达24位分辨率的ADC可以用于需要非常精确的测量的测量。
许多较新的ADC具有自动比较和灵活的转换时间设置，非常适合此类分析。最后，数据被发送到CPU（8位或32位）以分析数学部分。
尽管可以使用模拟电路打开或关闭芯片，但是模拟功能的片上集成提供了许多系统成本优势。最明显的优点是，它减少了对外部IC的需求，从而节省了BOM和电路板空间。
此外，片上仿真还具有低压检测和内部带隙基准电压，从而进一步降低了总体成本。另一个方面是减少功耗。
半导体设计的每一个进步都将对医疗保健行业产生重大影响。低功耗使最初受功耗限制的设备成为便携式设备，然后将便携式解决方案转变为无线传感器。
对于许多医疗设备，微控制器或微处理器是核心组件，即使它们不执行所有应用程序任务，它们也可以执行大多数应用程序任务。微控制器可能是降低设备功耗的主要因素。
因此，必须利用微控制器的功能来达到电池寿命的目标。无论是处于搁置状态还是处于待机模式，或者正在测量中，这些功能都会影响电池的使用寿命，从而决定了产品对最终客户的价值。
半导体制造商正在采取措施，通过实施一些创新的设计技术来降低医疗设备的运行功率。首先是实施其他操作模式。
每个低功耗模式都针对特定的功能级别进行了调整，以获得最佳的性能/功耗比。对于某些设备，操作模式支持250 nA的最小功耗，这使医疗应用能够以最高的能源效率连续运行。
运行模式还可以使许多MCU外设在低功耗运行模式下工作，以实现功能和功耗的最佳组合。