互联医疗系统的集合管理器

2019-07-25 14:14发布

引言
随着慢性病发病率的不断增长,控制医疗保健成本与人口老化需求的不断提升,互联医疗技术的重要性也越来越高。Continua 集合管理器 (AM) 将成为互联医疗系统中的重要器件,其可帮助个人医疗设备将数据录入到远程电子健康记录 (EHR) 中,使家人和医生能够复查。AM 可以是手机和个人计算机,也可以是专用设备的形式。本文将介绍适用于 AM 的三种不同系统解决方案,包括高性能数字可视界面 (DVI) AM(包括硬件加速的高清 [HD] 音频/视频 [AV] 编解码器和 3D 加速型用户界面 [UI])、降低成本的 DVI AM(包括基于软件的标清 [SD] AV 编解码器)以及低功耗 AM(支持软件音频编解码器)。Continua 的互操作性
Continua Health Alliance 是一个由医疗设备原始设备制造商 (OEM)、服务供应商以及硅芯片厂商组成的团体,各个厂商协调工作,共同为个人医疗设备与集合管理器 (AM) 制定互用性指南。尽管该指南的 1.0 版将蓝牙 (Bluetooth®) 与通用串行总线 (USB) 确定为标准接口,然而今后的新版指南还将包括蓝牙低能耗 (BLE) 技术与 ZigBee,分别作为低功耗个人局域网 (PAN) 和局域网 (LAN) 接口。OEM 厂商目前使用包括以太网、Wi-Fi 以及蜂窝接口(如适用于AM WAN 的 GSM 等)的组合。成为 Continua 认证的 AM,器件必须集成至少一个 PAN 或低功耗 LAN 接口以及一个 WAN 或因特网协议接口。由于许多厂商都希望同尽可能多的设备实现互操作性,因此通常会集成多个低功耗 LAN/PAN 和 WAN 接口。Continua AM 可采用不同形态因数。在某些情况下,其可能为 PC 或手机,有时又可能是连接到已有显示屏或集成显示屏的媒体设备。就低功耗型设备而言,AM 也可能是一种低功耗的可佩戴型设备。由于许多厂商都会选择实施以媒体为中心的设备和低功耗的可佩戴型设备,因此本白皮书将介绍以媒体为中心的 AM 和低功耗 AM 预集成设计方案。图 1:医疗产业环境中的 AM(数据来源:Continua 概览演示)
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12条回答
justperky
2019-07-26 01:56
本帖最后由 justperky 于 2015-10-25 11:05 编辑

ZigBee 接口
ZigBee 医疗保健产品将用于多种不同环境,包括家庭、私人诊所、娱乐中心、退休社区以及幼儿园等。Continua Alliance 之所以选择 ZigBee,是因为该技术可满足电池供电低功耗设备的需求。低功耗传感和监控应用是 802.15.4 无线电最有优势的领域,其功耗更低,可为医疗设备延长电池使用寿命。ZigBee 医疗保健 (ZHC) 技术工作组为早期技术采用者发布了 ZHC 应用配置文件。这一规范提供了不同厂商之间的互操作性。这种高稳健特性不但可使其能够与其他无线电协议共存,而且还可提供安全的低数据包故障率传输功能。TI 提供 CC2530 或 CC2520/ MSP430™ 开发套件一站式购齐硬件参考设计与软件,可通过以下网址订购:www.ti.com.cn/rf。如果客户不需要设计和认证其自己的无线电平台,TI 几家模块合作伙伴还可提供配套天线和软件、并经过 FCC 认证的 ZigBee 模块。图 5:ZigBee 的三条路径图 6:CC2530 ZigBee 片上系统方框图USB
AM 媒体及低功耗处理器都集成了能支持多达 3 个客户端的 USB。TI 将为 PHDC 配置文件提供代码,满足感兴趣客户的需求。如图 7 所示的 PHDC 配置文件是 Continua 协议栈的重要组成部分。所需的 IEEE-11073 层可与 S3 或 Lamprey Networks 等合作伙伴产品共同实施。图 7:医疗设备配置文件ANT
与蓝牙低能耗技术类似,ANT 也是一种无连接协议。ANT 上市已有一段时间,因此目前市场上有不少产品,其主要用于体育健身。ANT 由私营企业中的小型团队开发,目标比较明确,不是成员公司组成的联合体共同开发。ANT 协议栈比较小型化,具有可扩展性、高灵活性、明确的目标,并经过市场实践验证,目前有数百万产品采用 ANT。ANT+ 对 ANT 进行了扩展,可通过成员公司定义的公共配置文件支持互操作性,其在利益相关方达成协议后 6 个月内就可实现互操作。作为一款专利协议,ANT 主要针对特定的解决方案,因此可降低功耗与复杂性。尽管 ANT 目前尚未通过 Continua 认证,但 TI 也提供 ANT 解决方案,其不但支持市场上现有医疗设备的互操作性,同时还可支持未来引脚兼容的蓝牙低能耗设备。可通过以下网站观看 WiLink 6.0 智能电话上的 ANT 演示:www.ti.com/ant-wl127x-video,独立CC2570 请见:www.ti.com/ant-alliance-videoANT 目前支持以下配置文件:
  • 心率监控器;
  • 速度和距离监控器;
  • 自行车速度;
  • 自行车节奏;
  • 自行车动力电源;
  • 称量台;
  • 健身设备;
  • 多运动速度和距离监控器;
  • 血压;
  • 血糖 (初期测试版);
  • 热量计配置文件(初期测试前版);
  • 电动自行车助力(初期测试前版)。
电源管理
TPS65950 模拟配套芯片设计旨在同 OMAP35x 协同工作,该器件高度集成了降压转换器、低压降稳压器 (LDO)、充电器模块、具有数字滤波器的完整音频模块、输入放大器以及输出 D 类放大器。TPS65950 IC 可提供几种额外功能,包括高速 USB 物理层 (PHY) 收发器。其功能包括:
  • 系统时钟管理器
    • 可通过晶体或外部正弦波生成 32 kHz 时钟,并可为整个系统提供数字方波形;
    • 收集系统所有的高频时钟请求,并将命令转发至系统时钟源;
    • 对时钟源的高频时钟进行缓冲,并向整个应用系统提供数字方波形。
  • 上电与电源复位管理
    • 按钮去抖动启动状态机制(主配置);
    • 控制 OMAP3530 处理器的复位释放;
    • OMAP3530 处理器或用户发出指令时控制热复位步骤;
    • 可控制辅助子系统的上电序列。
  • 电源管理;
    • 集成数个电源(DC/DC、SMPS 或 LDO 类型),可满足系统的电流与电压要求;
    • 处理器电源配套产品,可为 OMAP3530 处理器提供所有必需的电源与电源管理功能(动态电压缩放、SmartReflex™技术)。SmartReflex 技术通过专用高速跨集成电路 (I2C) 链接进行控制;
    • 可控制更多功率资源的激活(外部 LDO)。
  • 系统管理
TPS65950 的工作模式和状态可通过高速 I2C 配置接口的寄存器存取完全控制。此外,TPS65950 实施:
  • 几个函数中断,可路由到一两个目标;
  • 内外部信号监控,软件或硬件可发出模数转换请求;
  • 数字权利管理的安全软件访问协议。
模拟
TFP410 是一款符合 DVI 1.0 标准的数字发送器,支持 VGA 到 UXGA 的 24 位真彩像素格式显示分辨率。这种通用接口的优势包括:可选总线宽度、可调信号大小以及差动和单端时钟等。电压可在 1.1V 至 1.8V 之间调节的数字接口可提供低 EMI 与高速总线,能够与 12 位或 24 位接口实现无缝连接。如果系统中使用 LCD 显示屏,则应考虑 LCD 电源、LED 背光以及触摸屏控制器等问题。TSC2046 是一款具有 2.5V 片上参照电压的四线触摸屏控制器,可用作辅助输入、电池监控以及温度测量模式。TPS61042 是一款提供常量电流输出的高频率升压转换器,可为 LCD 背光驱动白光 LED。图 8:DVI AM 方框图DVI AM 的主要 IC 组件低功耗集合管理器系统
图 9:低功耗 AM 方框图

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