PPS消息傳送：簡化醫(yī)療設(shè)備設(shè)計

　　電子發(fā)燒友網(wǎng)核心提示：一款電子醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計、開發(fā)和上市準備可能比擁有同等技術(shù)復(fù)雜度的消費級設(shè)備要花費更多的時間、努力和成本。除了一般的開發(fā)和審批需求，醫(yī)療器械還有嚴格的功能安全和認證要求。這些要求都意味著醫(yī)療器械擁有嚴格定義和管理的設(shè)計、開發(fā)和審批環(huán)境，并需要對功能安全進行廣泛和精細的驗證。

　　當然，醫(yī)療器械在上市之前必須得到產(chǎn)品銷售地和使用地主管當局的相關(guān)認證，比如：FDA 510（k）上市前通告、醫(yī)療器械指令（MDD）和其他國際和國家機構(gòu)頒發(fā)的認證。

　　本文描述了醫(yī)療數(shù)據(jù)聚合器和發(fā)布者（QNX公司醫(yī)療演示）中的PPS消息傳送。QNX醫(yī)療演示（MD）在便攜式演示應(yīng)用中整合了血壓計、肺活量計、脈搏氧飽和度儀、心電圖和胰島素泵。這些設(shè)備連接至QNX康體佳互通性管理器上，并利用QNX PPS消息傳送與Qt HMI進行通信。PPS也為遠程管理器提供了消息傳送服務(wù)，以確保與基于云的數(shù)據(jù)庫和便攜式平板電腦之間進行安全互聯(lián)網(wǎng)通信。由于帶有PPS消息傳送功能的系統(tǒng)可以簡易地整合不同的組件，我們可以得出結(jié)論：PPS消息傳送功能非常適用于像QNX MD應(yīng)用之類的系統(tǒng)。

　　圖1：QNX MD演示

　　異步消息傳送

　　異步消息已眾所周知并得到廣泛應(yīng)用，這里不再贅述。它是很多系統(tǒng)可選的解決方案，但其一些特性使它難以成為需要集成大量器件和軟件的系統(tǒng)的理想解決方案。

　　圖2：采用異步消息傳送，進程無須等待目標接收進程的回復(fù)

　　對于復(fù)雜醫(yī)療設(shè)備的消息傳送模式，值得注意的是，異步消息傳送是一個低端的解決方案——它將錯誤處理、端到端語義和緩沖管理等負擔推高至應(yīng)用程序級。因此，架構(gòu)師在設(shè)計采用異步消息傳送模式的系統(tǒng)時，必須開發(fā)一個或多個協(xié)議，以確保在所有應(yīng)用中消息傳送正確進行，因為它們必須保證這些應(yīng)用程序在高負載條件下能夠獲得足夠的內(nèi)存分配用于消息緩沖。

　　在簡單的系統(tǒng)中，完成這些任務(wù)可能不太費勁，但對于設(shè)計或升級復(fù)雜的系統(tǒng)，這些任務(wù)可能構(gòu)成艱巨的挑戰(zhàn)。進一步來說，它們給應(yīng)用程序級或者應(yīng)用開發(fā)流程帶來的復(fù)雜操作不僅會影響設(shè)計和開發(fā)進程，也會影響設(shè)備的審批，進而影響設(shè)備認證。

　　發(fā)送/接收/回復(fù)

　　發(fā)送/接收/回復(fù)（或者同步）消息傳送不如異步消息傳送那樣常見。它的重要性主要體現(xiàn)在實時環(huán)境中——許多進程必須先響應(yīng)其消息后才能繼續(xù)運行。此外，與異步消息傳送不同的是，采用發(fā)送/接收/回復(fù)消息傳送時，系統(tǒng)框架會承受處理消息傳送錯誤和消息緩沖的負擔。

　　每個服務(wù)器都與其客戶端直接通信，而且必須知道如何響應(yīng)所有的客戶端消息。

　　同步消息傳送密切聯(lián)系著發(fā)送方和接收方，因此，更改一個軟件組件可能需要更改其他的軟件組件，這不僅延緩或阻礙了系統(tǒng)開發(fā)，還加劇了系統(tǒng)的脆弱性。

　　圖3：采用同步消息傳送，進程阻塞直到它接收到從目標接收進程發(fā)出的回復(fù)

　　總之，如果采用發(fā)送/接收/回復(fù)消息傳送，當系統(tǒng)不斷擴展并增加不同組件時，系統(tǒng)的復(fù)雜性會迅速加劇，變得不堪一擊，因此很難在確保性能和對醫(yī)療器械來說極為重要的可靠性的同時進行升級和擴展。