基于NXP 32位MCU的醫(yī)療用多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀解決方案

　　多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀能為醫(yī)學(xué)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(shù)，實現(xiàn)對各參數(shù)的監(jiān)督報警。信息存儲和傳輸，是一種監(jiān)護(hù)病人的重要設(shè)備，監(jiān)護(hù)儀可實時、連續(xù)、長時間地監(jiān)測病人的重要生命特征參數(shù)，具有很重要的臨床使用參考價值，并可便攜移動、車載使用，大大提高了使用率，為監(jiān)護(hù)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(shù)。

　　隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人民生活水平不斷改善，醫(yī)療水平的不斷提高，各種醫(yī)療體制和社會保障體系的逐漸健全，目前醫(yī)院在臨床監(jiān)護(hù)意識和監(jiān)護(hù)產(chǎn)品的選擇上呈現(xiàn)較大提高，在監(jiān)護(hù)儀的綜合化、模塊化、專業(yè)化、智能化以及信息網(wǎng)絡(luò)化等方面的需求日益突出。由此，很多醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)將逐步進(jìn)行儀器設(shè)備的更新?lián)Q代，對先進(jìn)設(shè)備的技術(shù)要求也將不斷提高，要求檢測參數(shù)更多，顯示內(nèi)容更豐富，界面更漂亮，對數(shù)據(jù)進(jìn)行更復(fù)雜的運算分析，設(shè)計緊湊，體積小巧，無線化，網(wǎng)絡(luò)化，攜帶方便，既可用于病房，也可用于室外，可以定時、連續(xù)、長時間地檢測病人的重要生命特征參數(shù)等等。

　　監(jiān)護(hù)儀的市場潛力將十分巨大，而面對醫(yī)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(xiàn)。

　　作為高性能混合信號 （HPMS： High Performance Mixed Signal） 創(chuàng)新技術(shù)的供應(yīng)商，恩智浦半導(dǎo)體NXP Semiconductors N.V.在32位ARM微控制器各類應(yīng)用市場中歷年來一直處于領(lǐng)導(dǎo)者地位。

　　品佳集團(tuán)作為NXP緊密的合作伙伴，結(jié)合監(jiān)護(hù)儀等醫(yī)療產(chǎn)品對處理器要求的高性能，高集成度，高性價比的特點，依照產(chǎn)品性能定位、性價比要求，推出了基于ARM9、Cortex-M4、Cortex-M3產(chǎn)品的多款應(yīng)用方案，能夠滿足高中低檔監(jiān)護(hù)儀、心電儀等相似產(chǎn)品應(yīng)用，具有很高的性價比。

　　一、整機結(jié)構(gòu)

　　該產(chǎn)品主要由計算機系統(tǒng)和各個采集模塊構(gòu)成，計算機系統(tǒng)包含了主控板、LCD顯示屏，鍵盤輸入，無線設(shè)備等等，采集模塊則依不同的產(chǎn)品型號，功能特點添加不同的檢測參數(shù)模塊，如：心電信號、心率、血氧飽和度、血壓、呼吸頻率等等，結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)接口、模擬輸出等。

　　三、ARM9LPC3250

　　這款先進(jìn)的MCU采用強大的ARM926EJ-S內(nèi)核，VFP協(xié)處理器，高效的內(nèi)部總線矩陣和大量的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)來實現(xiàn)超強的性能，LPC32x0系列采用90納米工藝設(shè)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(dá)256KB SRAM和32KB I-cache / 32KB D-cache

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

　　?帶專用DMA 的10/100MEthernet MAC控制器

　　?10M/100MHz以太網(wǎng)、USB

　　?帶觸摸屏接口的10-bit A/D 轉(zhuǎn)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(dá)1024×768。

　　?多達(dá)7個UART，均內(nèi)置小數(shù)波特率發(fā)生器和64 byte FIFO

　　?TFBGA296封裝

　　四、Cortex-M4： LPC43xx

　　LPC4000 微控制器系列，主頻高達(dá)150MHz，該系列產(chǎn)品是全球首次采用ARM? Cortex?-M4和Cortex-M0雙核心架構(gòu)的非對稱數(shù)位訊號控制器。 LPC4000系列控制器為DSP和MCU應(yīng)用開發(fā)提供了單一的架構(gòu)和開發(fā)環(huán)境。利用雙核心架構(gòu)和恩智浦特有的可配置周邊設(shè)備。 Cortex-M0子系統(tǒng)處理器可分擔(dān)Cortex-M4處理器大量資料移動和I/O處理任務(wù)以減小Cortex-M4頻寬占用，使得后者可全力處理數(shù)位訊號控制應(yīng)用中的數(shù)位計算。非對稱雙核心架構(gòu)降低了功耗、成本和系統(tǒng)復(fù)雜性，為開發(fā)者提供了單一芯片解決方案，讓軟體分區(qū)（partition）變得更簡單。

　　五、Cortex-M3： LPC18xx

　　作為業(yè)界最高性能的ARM? Cortex?-M3微控制器。LPC1800的低功耗優(yōu)化設(shè)計使其在極低頻率到150Mhz范圍內(nèi)最大發(fā)揮Flash或RAM的性能，并且和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(dá)512K FKASH、96K RAM

　　?4 kB EEPROM

　　?32/16/8-bit 外部總線接口

　　?10M/100MHz以太網(wǎng)、FS-USB OTG

　　?帶觸摸屏接口的12-bit A/D 轉(zhuǎn)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(dá)1024×768。

　　?多達(dá)5個UART，均內(nèi)置小數(shù)波特率發(fā)生器和64 byte FIFO

　　?SD card interface

　　?最多可達(dá)165個 I/O 口

　　?產(chǎn)品可兼容LPC2478