当时,全球医疗电子职业正逐渐展现出诱人的发展前景,产品更新换代的速度不断提高,一起,由于医疗电子产品本身的特殊性,对元器材的功用、功耗、可靠性和集成度等方面都提出了极高的要求。全球各大闻名的半导体厂商纷繁推出一系列适合该运用范畴的产品。
依据ARM内核的32位嵌入式微处理器(MPU),以其高功用、低功耗和丰厚的片内资源,成为现在许多医疗电子产品开发渠道的首选。其间,Cirrus Logic公司推出的旗舰产品EP9315,是现在集成度最高的ARM处理器。该处理器选用ARM920T内核,具有200MHz主频的高功用,内嵌数学协处理器、图形加快引擎,集成包括IDE和PCMCIA等接口在内的丰厚的外围电路,满意工业级的规范和极具吸引力的性价比,使其在许多嵌入式微处理器中锋芒毕露,成为下一代医疗电子产品开发渠道的抱负挑选。
运用需求
医疗电子产品品种繁复,功用纷歧。依据其运用场合分类,包括超声成像体系、多参数监护体系、惯例查验体系等。
现在的医疗电子产品总是选用最新的技能,以期取得强壮的功用来完结日益杂乱的算法和许多的功用,满意不断晋级的临床运用需求。其运用需求首要表现在以下方面:
1. 跟着产品功用的逐渐提高,需求硬件来完结许多的算法和逻辑运算。如B超和高端监护仪等产品已开端许多运用FPGA器材;
2. 大尺度显现屏和触摸屏的广泛运用。现在超声产品,多参数监护仪和一些查验产品如血球仪、生化分析仪等大多运用10’~15’范围内的大尺度显现屏,选用640×480、800×600或许1024×768的分辨率。别的,触摸屏在该范畴的运用也越来越广泛;
3. 大数据量的存储。像B超和彩超等产品由于运用层软件的日益庞大和图画深度存储的需求,已开端外接规范IDE硬盘;
4. 外围接口的需求。如网络接口和USB接口在医疗电子产品中已不可或缺;
5. 音频Codec的运用。例如在彩超体系中,就需求经过音频Codec来完结多普勒血流音频数据的编解码;
6. 便携式产品的呈现添加了对功耗的重视程度。
上述一系列的运用需求对微处理器渠道提出了更高的要求,工程师在选型时往往期望速度更快、集成度更高而功耗更低,尤其是在高集成度方面,不只可以确保规划作业的快捷性和可靠性,并且可以有效地操控本钱。
EP9315的共同优势
微处理器作为体系的中心操控器材,其各项目标往往是工程师们在选型时最为重视的。与其他依据ARM9内核的嵌入式微处理器相比较,Cirrus Logic公司的EP9315无论是在全体功用、片内外围接口,以及体系本钱方面,都有比较显着的优势。EP9315的结构框图如图1所示。
EP9315各项目标如下:
1. 集成主频为200MHz的ARM920T内核以及支撑Linux、Windows CE和其他许多嵌入式操作体系的内存办理单元(MMU)。具有16KB指令缓存和16KB数据缓存;
2. 内嵌MaverickCrunch数学协处理器,明显提高了对单/双精度整数及浮点的运算速度,有助于杂乱算法的运算。这在其他ARM微处理器中十分罕见;
3. 集成2D图形加快引擎,经过块仿制、块填充等操作,增强体系的图画处理才能。该图画加快引擎独立于微处理器,不会添加体系开支。最高可支撑到1024×768的分辨率,根本满意大多数医疗电子产品的大尺度屏运用;
4. 丰厚的片内/外围接口资源,完全可以满意现在各类医疗电子产品的运用需求。从表1中可以看到Cirrus Logic的依据ARM9的全系列微处理器的各项参数。
体系规划及Cirrus Logic完善的技能支撑
为了合作客户的同步开发,缩短研制周期,提高规划质量,Cirrus Logic公司特地在北京成立了一个由20多位工程师组成的技能支撑中心,担任EP93xx系列产品的软硬件技能支撑。不只可以供给开发板等规划参阅,并且供给许多的软件支撑服务,包括Windows CE渠道下的BSP源码,驱动源码以及Linux渠道完好内核源码和开发工具包。Cirrus Logic我国及香港区总经理Peter说:“咱们不只仅为客户供给芯片,更重要的是咱们可以供给全套的解决方案和开发中的技能支撑。毫无疑问,这对下降客户的开发难度有极大的协助。”
成功的事例
现在现已有一些公司挑选EP9315作为体系的处理渠道。Emperor公司的硬件规划师说:“咱们挑选EP9315作为B超体系晋级的渠道,首要是垂青以下3点:1. 集成数学协处理器,相比较同类型产品在算法处理速度上会快许多;2. 支撑高分辨率,满意了对图画显现的要求,而不必额定添加一个视频编解码芯片;3. 供给IDE接口,由于在B超产品中会用到硬盘和DVD光驱。”
开发多参数监护仪产品的深圳Adecon公司也现已许多运用该芯片,总工程师以为EP9315具有工业级芯片的可靠性,这一点在医疗设备中极为重要;别的,完善的技能支撑也为前期的开发作业扫清了妨碍。
EP9315供给商业级和工业级两种类型(表2),一起供给无铅产品。
产品解决方案
产品信息:
EDB9315A工程开发套件(EDB9315A Kit)包括:
1. EDB9315A 开发板(Development Board)
2. RS-232串口线(Null-Modem制)
3. 开关电源:+5V, 4A, 110V/220V 相容
4. 《快速上手攻略》(Quick Start Guide)
5. 产品注册卡(Registration Card)
6. IDC10-to-DB9 转化线
7. IDE 硬盘排线
8. 3.5-to-2.5 笔记本硬盘适配器
9. 硬盘电源适配器(2×1 Header to HDD Power Connector Adapter)
10. 微软WinCE 5.0 Platform Builder 开发环境光碟
11. ARM RealView Suite 开发环境光碟
12. IAR 开发环境光碟
13. EDB9315A 开发板体系光盘(EDB9315A system resource CD),内容包括:
EDB9315A开发板文档
EDB9315A开发板原理图
EDB9315A软件【包括WINCE5.0渠道BSP源码、驱动源码,及LINUX渠道完好LINUX 2.6.8.1内核源码树(包括QT/Opie开发包)、Linux下的开发工具包】
EDB9315A开发板资源与接口:
1. Cirrus Logic 高集成度ARM9 SOC芯片:EP9315, 时钟频率:200MHz
2. SDRAM:64MByte
3. FLASH:16MByte NOR flash Memory
4. USB HOST:2个USB 2.0 全速主端口
5. USB DEVICE:1个USB 2.0 高速从端口
6. 音频输出(Audio Out)
7. 音频输入(Audio In)
8. 串口:3个UART 串口
9. Ethernet:10/100以太网接口
10. VGA 视频输出接口
11. IDE 硬盘光盘接口
12. JTAG 调试接口
13. 红外接口:Consumer IR (CIR)
14. 板载总线与IO扩大接口(Expansion Connectors)
15. LCD接口与触摸屏接口(LCD Interface with Touch Screen Support)
A. EP9315处理器
B. 处理器状况指示灯:一绿一红
C. USB 2.0 高速从设备接口IC (ISP1581)
D. SDRAM – 2 个16位SDRAM颗粒%&&&&&%
E. 存储总线扩大接口
F. 主电源开关
G. 5V 电源输入衔接座
H. 3.3V 电源输出芯片, 3A
I. 串口发动按钮 – 符号: SERIAL BOOT
J. 复位按钮 – 符号: /POR
K. UART2 衔接头 – 5×2
L. UART1 衔接头 – 5×2
M. UART1 – DB9 公座
N. USB从设备衔接座(用于衔接PC机)
O. 以太网衔接座
P. 双USB主端口衔接座(用于衔接鼠标、键盘、U盘、摄像头、打印机等等USB从设备)
Q. 音频输出衔接座
R. 音频输入衔接座
S. 设备总线扩大接口
T. 触摸屏衔接头
U. JTAG仿真器衔接头
V. VGA输出衔接座 – DB15 母座
W. LCD 衔接头
X. IDE 衔接头
Y. IDE +5V 电源(用于输出给硬盘供电)
Z. 红外通讯收发器(IR)
作者:田铮 李拂晓 周谊伟