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使用半定制系统级封装(SiP)方案的医疗传感器接口

Jakob Nielsen?? 安森美半导体消费者健康产品线高级经理?? 2015年04月30日 ?? 收藏1

安森美半导体方案用于可穿戴医疗设备

2014年秋,安森美半导体推出一个新品概念—Struix。Struix在拉丁文中的含义是“叠在一起”,它在微型的高性能SoC方案中结合一个定制的专用集成电路(ASIC)和一个专用标准产品(ASSP)微控制器。这个概念向医疗设备制造商提供了两全其美的方案:定制的芯片能解决特定专用传感器接口的需求,而使用行业标准产品通常能减少设计风险及相关成本。图2所示为一个典型的基于Struix的产品。

图2:Struix堆叠芯片。
图2:Struix堆叠芯片。

图2中,上层的芯片是一个专用传感器接口,下层芯片是一个采用行业标准ARM Cortex-M3控制器的微处理器(ULPMC10) 。ULPMC10微控制器专门设计为低功耗和芯片堆叠。本例中, 两个器件堆叠在一个6mm×6mm的QFN封装中,但也有其他封装方式交货。基于Struix的产品始于一个专用传感器接口的开发。该开发过程利用了安森美半导体在低功耗、低噪声信号调理、放大和转换方面的知识产权( IP)。一些现有的关键IP模块包括每次转换低于2.4pJ的24位转换器,以及仅在几十微安工作的低噪声、差分放大器。

专用传感器接口的开发流程通常源于客户的专用传感器接口规范,其次是设计、实现、测试和认证阶段。

与此同时,客户的应用开发团队能够在ULPMC10微控制器上开发必要的终端应用代码。安森美半导体提供了一个适合独立工作的小型开发板,以及专用传感器接口的原型。这使客户能够在全面生产前对终端应用的性能进行评估。

大多数医疗设备以占空比的方式工作(如设备在睡眠模式比工作模式花费更多时间)。ULPMC10微控制器针对此工作方式提供200nA的极低睡眠模式电流,且实时时钟电路始终运行。当完全加载ARM Cortex-M3处理器并直接执行片上闪存的应用程序代码, 工作模式所消耗的电流小于200μA/MHz。这可以延长电池寿命,结合更小电池的使用,其将诞生出更小、更具吸引力的医疗设备。

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本文来自《电子技术设计》2015年5月刊,版权所有,谢绝转载。


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可穿戴医疗设备? 传感器接口?

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