安森美配合中國消費類(lèi)醫療市場(chǎng)趨勢的半導體方案應用案例研究

　　安森美半導體提供用于微型BTE助聽(tīng)器的完整數字信號處理混合系統方案Rhythm R3710。這器件采用符合RoHS指令的業(yè)界最小系統級封裝(SiP)，尺寸僅為4.57 x 3.12 x 1.52 mm，較傳統混合模塊小25%。 這混合系統封裝內包括處理語(yǔ)音算法的數字信號處理器(DSP)、EEPROM、模擬前端、射頻芯片及無(wú)源元件，還可根據要求集成其它IC(見(jiàn)圖3)。集成的24位DSP提供高于50 MIPS的運算能力，1.2 V工作時(shí)電流消耗低于700 μA。這SiP適合包括微型BTE助聽(tīng)器在內的所有類(lèi)型助聽(tīng)器，能幫助克服助聽(tīng)器組裝方面的主要電聲挑戰。

　　Rhythm R3710除了提供超小尺寸、高集成度和先進(jìn)的語(yǔ)音處理，其它關(guān)鍵特性或優(yōu)勢包括：集成iSenseDetect環(huán)境分類(lèi)算法(根據環(huán)境自動(dòng)調節助聽(tīng)器，不需要存儲器選擇開(kāi)關(guān))、超低能耗(1枚10號電池正常情況下使用10天)、自適應降噪(提升嘈雜環(huán)境下的語(yǔ)音清晰度)、16頻帶音調均衡(靈活調節頻率響應，優(yōu)化聲音品質(zhì))、8通道壓縮器、自適應反饋消除(提升適配速度)等。安森美半導體還提供全套軟件支援，ARK軟件易于集成到現有驗配軟件中。

　　安森美半導體為助聽(tīng)器應用提供寬廣陣容的DSP系統方案，涵蓋兩種類(lèi)型，以配合客戶(hù)的不同應用需求。一為預配置型，預配置了安森美半導體的音頻處理算法，相關(guān)產(chǎn)品除了Rhythm R3710，還包括Ayre SA3291、Rhythm R3910、Rhythm SB3229、Rhythm SB3231、CONSOLIDAT GA3227及FOUNDATION GA3216等;一為公開(kāi)可編程型，能讓用戶(hù)使用自有的音頻處理算法，產(chǎn)品包括EZAIRO 5900系列。

　　2) 定制醫療ASIC案例研究

　　多種因素導致醫療設備需要定制ASIC而非標準分立元件方案。首先是低能耗。電池供電的醫療設備要求更長(cháng)的使用時(shí)間。采用標準分立元件可能消耗太大電流，無(wú)法提供令人滿(mǎn)意的產(chǎn)品使用時(shí)間。相比較而言，ASIC方案提供低能耗優(yōu)勢。其次是小尺寸。醫療設備通常要求小巧，以提供離散性和舒適度。使用標準元件可能令外形因數過(guò)大，而ASIC方案以高集成度提供小尺寸優(yōu)勢。

　　其三為高壓。醫療應用的傳感器可能要求高壓偏置，同時(shí)產(chǎn)生極低電平的信號。使用分立元件來(lái)處理高壓及低壓時(shí)，傳感器接口電路通常太復雜且太大;而ASIC方案能集成高壓及低壓電路。四為低噪聲。醫療應用的專(zhuān)用人體傳感器捕獲到的信號極為微弱，應當提供低噪聲環(huán)境。使用標準分立元件時(shí)，漏電流或其它不想要的電流將壓過(guò)傳感器產(chǎn)生的信號;而ASIC方案提供高度的信號通道隔離及低噪聲。其五，長(cháng)產(chǎn)品生命周期。醫療設備的產(chǎn)品生命周期可能超過(guò)10年，許多標準元件在醫療設備生產(chǎn)行結束前已被淘汰，而像安森美半導體這樣的聲譽(yù)好的ASIC供應商能夠配合長(cháng)醫療產(chǎn)品生命周期。其六，低物料單(BOM)成本。采用分立元件設計的系統如果元件數量太多，則成本會(huì )高;ASIC提供集成方案，降低系統成本。

　　以連續血糖監測(CGM)應用為例，許多糖尿病患者使用CGM來(lái)連續監測血糖水平。在這種應用中，傳感器產(chǎn)生的信號為pA級。由于漏電流的緣故，使用分立方案可能無(wú)法采集到傳感器產(chǎn)生的信號。這種應用要求大于2 kV的ESD保護，且無(wú)漏電流影響，而使用標準ESD保護機制無(wú)法實(shí)現。此外，傳感器尺寸必須極小，而分立方案可能尺寸太大。不僅如此，這類(lèi)應用要求電池最少能用6個(gè)月，而分立方案的電流消耗可能太大，縮短產(chǎn)品生命周期。

　　因此，這類(lèi)應用需要定制ASIC。安森美半導體提供的CGM傳感器接口A(yíng)SIC提供多重優(yōu)勢，滿(mǎn)足應用要求。例如，這ASIC的專(zhuān)有模擬/數字轉換方案能夠捕獲pA級電流，同時(shí)工作能耗極低。它還應用專(zhuān)有的低漏電流半導體工藝(C3)，使用低漏電流的ESD保護焊盤(pán)，ASIC尺寸小于5 mm2，不影響總體產(chǎn)品尺寸。它的能耗也極低，平均電流消耗低于3 μA。