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定制医疗ASIC以低功耗和小型化受欢迎

发布时间:2020-07-21 18:32:52 阅读: 来源:罐体保温厂家

图1 佩戴式血糖仪目前,中国医疗设备市场正持续稳步发展,但市场分散,由少数大型医疗设备公司主导,同时也有为数众多的较小型公司开发创新的医疗方案。另外,从技术上,中国消费者医疗设备趋向增加“智能”及数据存储能力,便携性也更强,同时无线/连接型医疗设备也有利于实现方便的长期病人监测,最新的人体区域网络也在不断兴起。因此,多种因素导致医疗设备需要定制ASIC而非标准分立元件方案。首先是低能耗。电池供电的医疗设备要求更长的使用时间。采用标准分立元件可能消耗太大电流,无法提供令人满意的产品使用时间。相比较而言,ASIC方案提供低能耗优势。其次是小尺寸。医疗设备通常要求小巧,以提供离散性和舒适度。使用标准元件可能令外形因数过大,而ASIC方案以高集成度提供小尺寸优势。其三为高压。医疗应用的传感器可能要求高压偏置,同时产生极低电平的信号。使用分立元件来处理高压及低压时,传感器接口电路通常太复杂且太大;而ASIC方案能集成高压及低压电路。四为低噪声。医疗应用的专用人体传感器捕获到的信号极为微弱,应当提供低噪声环境。使用标准分立元件时,漏电流或其它不想要的电流将压过传感器产生的信号;而ASIC方案提供高度的信号通道隔离及低噪声。其五,长产品生命周期。医疗设备的产品生命周期可能超过10年,许多标准元件在医疗设备生产行结束前已被淘汰,而像安森美半导体这样的声誉好的ASIC供应商能够配合长医疗产品生命周期。其六,低物料单(BOM)成本。采用分立元件设计的系统如果元件数量太多,则成本会高;ASIC提供集成方案,降低系统成本。据安森美的消费者健康产品线高级经理Jakob Nielsen介绍,以连续血糖监测(CGM)应用为例,许多糖尿病患者使用CGM来连续监测血糖水平。在这种应用中,传感器产生的信号为pA级。由于漏电流的缘故,使用分立方案可能无法采集到传感器产生的信号。这种应用要求大于2 kV的ESD保护,且无漏电流影响,而使用标准ESD保护机制无法实现。此外,传感器尺寸必须极小,而分立方案可能尺寸太大。不仅如此,这类应用要求电池最少能用6个月,而分立方案的电流消耗可能太大,缩短产品生命周期。因此,这类应用需要定制ASIC。安森美提供的CGM传感器接口ASIC提供多重优势,满足应用要求。例如,这ASIC的专有模拟/数字转换方案能够捕获pA级电流,同时工作能耗极低。它还应用专有的低漏电流半导体工艺(C3),使用低漏电流的ESD保护焊盘,ASIC尺寸小于5 mm2,不影响总体产品尺寸。它的能耗也极低,平均电流消耗低于3 μA。图2安森美应用专有半导体工艺及创新IP设计克服血糖传感器接口挑战Jakob Nielsen称,该医疗定制ASIC仅是安森美丰富医疗定制ASIC阵容的其中一例。安森美当前除了提供CGM应用的ASIC,还提供用于血气分析仪、心电图(ECG)病人监测系统、关键指标监测、心率监测仪、脉搏血氧仪及自动体外除颤仪(AED)等应用的定制ASIC。这类医疗应用的客户面临多种挑战,如需要更低功率及更小尺寸,要求用于专有传感器的接口,但专有传感器的接口需求通常不能以标准元件来满足。安森美则提供尺寸、功率及成本均令客户满意的定制ASIC方案,还提供标准ARM内核,且提供模块化服务及完整方案。在中国,安森美也已积累了成功的医疗ASIC案例,其中包括为迈瑞开发定制ASIC,用于多种病人监测设备,如多通道心电图仪、心率及呼吸监视仪、血氧饱和度(SpO2)仪等。迈瑞后续还将发布更多采用这ASIC的产品。

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