透過(guò)安森美醫療產(chǎn)品 剖析醫療應用解決方案

近年來(lái)，醫療半導體市場(chǎng)已經(jīng)成為增長(cháng)最迅速的半導體市場(chǎng)領(lǐng)域之一。根據市場(chǎng)研究機構Databeans 2010年關(guān)于醫療半導體的預計，2010年至2015年間的年復合增長(cháng)率（CAGR）將達9.4%。這其中，由于家庭保健趨勢及人們對健康、保健設備興趣增加，消費者健康醫療分類(lèi)市場(chǎng)開(kāi)始以較快的速度增長(cháng)。作為應用于高能效電子產(chǎn)品的首要高性能硅方案供貨商，安森美半導體提供寬廣陣容的醫療應用產(chǎn)品，幫助創(chuàng )新型醫療電子產(chǎn)品實(shí)現更高的集成度、小型化、高能效、易用性、便攜性和耐久性，配合中國醫療設備趨勢的發(fā)展。

中國醫療設備及醫療半導體趨勢

多種因素將綜合推動(dòng)中國醫療設備市場(chǎng)增長(cháng)：首先是人口老齡化，到2030年，中國60歲以上人口所占百分比將從2010年的12.3％增加至24.4％，到2050年更估計增加到33.9%；而且人們的預期壽命將更長(cháng)，心臟病、糖尿病、哮喘的發(fā)病率增高；還有中產(chǎn)階級群體擴大，以及醫療支出增多、健康保險改革等等。

而從醫療設備來(lái)看，中國本土的醫療設備研發(fā)增多，且本土制造商極力提供成本低于外國競爭者的產(chǎn)品。面向中國市場(chǎng)的醫療設備也在不斷追求提高可靠性、準確度和精密度、易用性及便攜性。相應地，用于醫療設備的醫療半導體正走向更高集成度、小型化、高能效，也使消費類(lèi)健康設備轉向采用標準元器件。

安森美用于消費者健康醫療設備的方案

半導體技術(shù)在醫療設備創(chuàng )新領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。安森美半導體擁有深刻理解醫療市場(chǎng)質(zhì)量、可靠性及長(cháng)久性要求的資深工程團隊，并具有全球制造及物流能力，以高性能的硅方案幫助醫療設備開(kāi)發(fā)人員解決他們獨特的設計挑戰。

安森美半導體的醫療半導體產(chǎn)品涵蓋植體及臨床保健、消費者健康和聽(tīng)力健康等關(guān)鍵醫療分類(lèi)市場(chǎng)。本文重點(diǎn)圍繞消費者健康應用，探討安森美半導體的高精度、高可靠性及低能耗方案。

1） 用于血糖儀等便攜式醫療設備的Q32M210 32位混合信號MCU方案

關(guān)于中國糖尿病現狀的案例研究表明，由于生活方式及飲食結構變化、西式飲食模式影響、缺少運動(dòng)，以及農業(yè)國家轉向工業(yè)化國家的進(jìn)程、更多寫(xiě)字樓工作崗位等，也使中國的糖尿病呈上升趨勢。更多人需要用血糖儀自己進(jìn)行監測，以便作變化趨勢分析及與醫生溝通，推動(dòng)了血糖儀（BGM）的使用和銷(xiāo)售。

安森美半導體提供應用于血糖儀等便攜檢測設備的精密混合信號微控制器（MCU） Q32M210。這個(gè)器件是專(zhuān)為高精度設計的模擬前端，其關(guān)鍵優(yōu)勢是采用16位低噪聲模數轉換器（ADC）、業(yè)界標準ARM？ Cortex？-M3處理器；低泄漏電流及低動(dòng)態(tài)功率可實(shí)現超低能耗工作（待機電流《 26 μA，休眠電流 ~750 nA），延長(cháng)電池使用時(shí)間；關(guān)鍵板載功能包括存儲器、集成帶錯誤校正控制（ECC）功能的閃存以確保閃存的高可靠性、和片上USB支持，經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高集成度可降低物料單（BOM）開(kāi)銷(xiāo)；可配置前端，OEM可將其用于多種產(chǎn)品，包括血糖儀、心率監測儀和健康監測設備等。

圖1：提供超低能耗、精密混合信號處理及高可靠性的Q32M210 32位MCU框圖

Q32M210采用更精密的血糖等級計算，除了延長(cháng)電池使用時(shí)間，在需要換電池之前進(jìn)行更多的血糖測試，還可降低系統復雜度，減小外部元器件需求，支持更小外形因數的PCB設計及尺寸更小的血糖儀，而減少外部元器件數量也降低了系統成本。

在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，Q32M210具有很好的靈活性，可通過(guò)軟件配置的模擬前端及數模轉換器（DAC）實(shí)現可編程增益放大器、可配置采樣率，還有三個(gè)10位DAC及集成低導通阻抗開(kāi)關(guān)。該器件可以定制，不需要新的外部電路來(lái)匹配新的試紙類(lèi)型，兼容寬范圍傳感器類(lèi)型?，F有Cortex-M3應用可以輕易移植到Q32M210，簡(jiǎn)化了軟件開(kāi)發(fā)。易于集成、標準化及連接也充分體現了設計靈活性；開(kāi)發(fā)支持包括評估及開(kāi)發(fā)套件（EDK）、固件庫、代碼范例。

從Q32M210應用示例可以看出，傳統架構血糖儀雖精確、簡(jiǎn)單，但不靈活，總體半導體BOM成本約為5.75美元（以批量500萬(wàn)片計，下同）；而優(yōu)化架構的血糖儀具有極精確和強固特性，還可重新配置（支持先進(jìn)的指示器開(kāi)發(fā)），總體半導體BOM成本約為4.50美元。

圖2：傳統架構（左）與優(yōu)化架構（右）的血糖儀對比，綠色部分可采用安森美半導體的器件。

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