MSP430醫療電子全面解決方案

90年代MSP430誕生以來(lái)超低功耗家族不斷擴大，這個(gè)DNA會(huì )一直延續下去，他們永遠可以從TI的MSPMSP430產(chǎn)品現場(chǎng)找到他們所需要的資源找到完整的技術(shù)方案。

日常生活中都接觸到了很多醫療電子產(chǎn)品，包括血糖、血壓、心率測試，這是我們在日常生活中經(jīng)常遇到的產(chǎn)品，這些便攜式產(chǎn)品里面有什么？我們很多做醫療電子產(chǎn)品選用TI的產(chǎn)品MSP430，我相信這些做醫療電子的應用工程師會(huì )對MSP430有一些基本的了解。

為什么這么多公司會(huì )選擇MSP430作為他們的主控的MCU，這個(gè)MSP430的一些應用優(yōu)勢，第一點(diǎn)就是超低功耗，90年代MSP430誕生以來(lái)超低功耗家族不斷擴大，這個(gè)DNA會(huì )一直延續下去，他們永遠可以從TI的MSPMSP430產(chǎn)品現場(chǎng)找到他們所需要的資源找到完整的技術(shù)方案，第二點(diǎn)是MSP430的一個(gè)強烈特點(diǎn)，內部集成了高技能的模擬模塊，MSP430利用了TI這方面的優(yōu)勢，并把這些優(yōu)勢集成到430內部，430內部有AC和比較器這些產(chǎn)品大家可以在430里面找到非常多的搭配。第二點(diǎn)高性能的模塊，整個(gè)MSP430家族是一個(gè)開(kāi)關(guān)環(huán)境，比如說(shuō)最近的M3，比如說(shuō)MC2000，有一個(gè)統一的開(kāi)發(fā)平臺，工程師使用TA的所有系列的MCU或者是DSP也好面對的是一個(gè)統一的開(kāi)發(fā)環(huán)境。第三點(diǎn)強調的是MSP430最近和未來(lái)的發(fā)展情況。在最近12個(gè)月之內，TI會(huì )密集地生產(chǎn)MSP430的產(chǎn)品，會(huì )推出可能是又一個(gè)跟以前很不一樣的產(chǎn)品系列，叫MF系列，作為MCU的集成的產(chǎn)品系列出來(lái)，他有什么好處？他會(huì )像Flash一樣。MCU的應用是不用擔心RAM是多少，TI統一是用FRAM，它同時(shí)具備閃存高速的特點(diǎn)。

未來(lái)還會(huì )有細分產(chǎn)品，就是單電池的供電，這也會(huì )擴展出一個(gè)系列出來(lái)。我們可以看一下右邊的這張圖，我覺(jué)得是比較直觀(guān)的表現了MSP430的特點(diǎn)。這樣可以看一下MCU部分，這是它的一個(gè)架構，是時(shí)鐘和電源的控制，下面是集成模塊，集成度非常高，擴展MCU周邊應用的一些芯片，很多都可以找得到，還可以看到包括USB，還有一個(gè)RF。

這個(gè)是一個(gè)很粗略的表。430目前會(huì )有一系列、二系列、四系列和五系列，從1K到256K。這個(gè)是TI產(chǎn)品的系列，橫坐標是各種模塊ABC，DEC等16位ADC包括USB，這個(gè)和產(chǎn)品系列的組合可以得到說(shuō)明手冊上的400個(gè)數字。

MSP430在2003年6月份發(fā)布了TI的最新數據，有一個(gè)五系列，五系列跟以前的系列有什么不一樣，最大不區別在于他的工藝有變化。這個(gè)會(huì )帶來(lái)什么樣的好處？

第一、成本降低，第二、功耗降低。成本降低可以體現在器件上面。我們可以發(fā)現以前的二系列中高端的產(chǎn)品集成了一些模塊基本上會(huì )變成五系列的標配。二系列中高端的產(chǎn)品上到五系列會(huì )大幅度降低，從08年到現在五系列目前也推出了大概60-70的number。大家做一些比較。

這個(gè)是基于五系列的平臺密集推出的子系列，帶USB的，市面上有這這么多有USB功能可選，對430的用戶(hù)來(lái)講從MSP430上得到什么樣的應價(jià)值，我想主要有三個(gè)。首先看一下它的基本特點(diǎn)。這個(gè)產(chǎn)品系列還會(huì )繼續的擴充，這個(gè)是他的多樣性，我們會(huì )看到非常多資源供客戶(hù)選擇。第二點(diǎn)是他的靈活性。電源會(huì )集成。你在外部加一個(gè)比如說(shuō)4兆或者是8兆赫只要是大于1.5兆的晶體都會(huì )得到需要的資源。

三點(diǎn)非常重要就是它的應用性，對于一個(gè)產(chǎn)品的工程師來(lái)講，比如說(shuō)它是一個(gè)便攜心電監測儀，他只需要數據怎么傳輸到機器上去，MSP430在應用方面做了很多的工作，大家可以看到右邊的這些內容就是USB，第一點(diǎn)Windows我們都知道工程師可能為了產(chǎn)品升級，產(chǎn)品需要功能的擴展，升級的時(shí)候我們往往需要擴一個(gè)串口出來(lái)或者是在里面寫(xiě)一個(gè)louder，它會(huì )把這種功能固化到TI的芯片里面去，我們只需要使用TA提供的軟件就可以通過(guò)USB實(shí)現產(chǎn)品的分管，這種的利用性是非常重要的。有的客戶(hù)只是看中了TI的一個(gè)USB的功能。第二點(diǎn)就是我們把stack，目前是由三點(diǎn)，第一個(gè)是CDC，就是虛擬串口大家都知道筆記本電腦沒(méi)有串口我們可以通過(guò)一個(gè)USB串口一個(gè)線(xiàn)來(lái)實(shí)現，這樣在USB里面有一個(gè)協(xié)議叫CDC，TI這個(gè)MSP430提供了一個(gè)CDC的庫。CDC有一個(gè)什么樣的不足？它需要操作系統給我們的產(chǎn)品分配一個(gè)串口，比如說(shuō)COM多少，這個(gè)需要手工完成這一點(diǎn)存在不確定因素。

還有另外一個(gè)HID的一個(gè)stacks，比如說(shuō)鼠標鍵盤(pán)。TI提供了HID的庫，客戶(hù)可以直接把TI的數據改一改。第三點(diǎn)我想USB的產(chǎn)品有可能是一個(gè)描述，這個(gè)就是系統對USB設備進(jìn)行枚舉的時(shí)候它需要設備的描述文件，這個(gè)實(shí)際上大家會(huì )寫(xiě)一些相關(guān)的參數。TI會(huì )提供一個(gè)圖形化的界面，大家可以通過(guò)鼠標點(diǎn)擊破一下，享用你需要的參數就可以了。把了解運作協(xié)議的工作中解放出來(lái)，大家可以使用到HID的應用和MSC的類(lèi)似于大容量存儲的應用，非常簡(jiǎn)單，現在所有的參數都在貼在網(wǎng)站上，可以下載。

這個(gè)也是一個(gè)比較新的應用，TI叫energy，電池都是有壽命的，雖然你只消耗一個(gè)微安，電池的壽命總歸是有限的，有沒(méi)有辦法擺脫電池的限制。no power怎么實(shí)現？大家都在講綠色能源，怎么實(shí)現？小的產(chǎn)品可以融入到這樣的理念中。環(huán)境是充滿(mǎn)能量的，比如說(shuō)光能、熱能、振動(dòng)或者是移動(dòng)都可以是能量，RF大家比較清楚了。獲得這個(gè)能量以后就可以把數據發(fā)出去。TI還有熱能的振動(dòng)的能量，有了能量的手機裝置以后把它收集下來(lái)以后通過(guò)TI超低功耗的軟件設計理念可以實(shí)現到完全不需要電池的數據傳輸。

大家可以看到最關(guān)鍵的是能量采集怎么樣實(shí)現？TI會(huì )和很多公司合作，大家如果有興趣可以把這些公司的名字記下來(lái)。通過(guò)振動(dòng)可以獲取能量，這些都可以取代電池。TI目前會(huì )有一個(gè)diom就是太陽(yáng)能的來(lái)實(shí)現一個(gè)這樣的無(wú)電池的數據。通常墻上會(huì )有一個(gè)按紐，你按一下這個(gè)按紐通過(guò)里面的一個(gè)NCU把開(kāi)關(guān)的信號傳到燈火，燈可以關(guān)掉，是這樣的過(guò)程，現在TI有一些應用不需要有線(xiàn)或者是無(wú)線(xiàn)來(lái)傳輸，你按這個(gè)按紐的時(shí)候它會(huì )產(chǎn)生一種能量。通過(guò)這個(gè)電可以讓TI的430把需要的數據傳出去。

說(shuō)了這么多大家可能覺(jué)得這個(gè)跟醫療有什么關(guān)系？這是一個(gè)創(chuàng )可貼，又可以說(shuō)不是一個(gè)創(chuàng )可貼，這里面有一個(gè)芯片，這個(gè)芯片是430的核，同時(shí)集成了設計。它會(huì )采集到皮膚的熱能，包括里的模擬前端，皮膚的溫度甚至是像心跳、心電這些可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式傳輸出去，大家看到一個(gè)病人全身插滿(mǎn)了線(xiàn)，這種可以被類(lèi)似創(chuàng )可貼的方式代替，它只需要一點(diǎn)能量就可以問(wèn)題工作，這個(gè)是未來(lái)430的一個(gè)重要工作。

前面介紹430跟RF的結合，這個(gè)是430的一個(gè)全新產(chǎn)品線(xiàn)就要CC430，它有集成到TI的設計芯片，大家知道TI會(huì )有com的一個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)慢慢地把它整合到430產(chǎn)品系列中來(lái)。

這個(gè)是TI的FG系列，從模擬到數據。大家可以看到很簡(jiǎn)單的在一個(gè)血糖的應用。數字信號處理完之后通過(guò)液晶顯示出來(lái)，同時(shí)，它可以產(chǎn)生一些音頻信號，如果我們是把它看成一個(gè)信號鏈的話(huà)，模擬、放大、數字、再次模擬，這個(gè)信號可以在430系列實(shí)現。

一個(gè)是血糖應用。血糖基本是通過(guò)酶的反應，對于血糖來(lái)講很簡(jiǎn)單，需要一個(gè)DAC產(chǎn)生一個(gè)PR2000，第二代的產(chǎn)品會(huì )把串口做更復雜的應用，到第三代產(chǎn)品基本是客戶(hù)定制，資源會(huì )少很多。運放會(huì )少了一個(gè)，ADC是16個(gè)。

第二個(gè)是血氧，這個(gè)也是430運用比較廣的。血氧的原理就是血液中氧的濃度，它對光的吸收強度是一樣的，你用紅光或者是紅外光照射你的手指，你可以通過(guò)光強接收，這個(gè)光強兩次照射不同的比值有關(guān)系。其實(shí)是跟血糖類(lèi)似，前端不一樣，內部是一個(gè)信號鏈。因為430可以靈活的使用。

這個(gè)是心電，這個(gè)也是類(lèi)似，沒(méi)有講詳細的應用，大家可以去看應用筆記，這個(gè)是Dimo，可以看到心電的波形。這個(gè)完整的電路圖都可以從TA的網(wǎng)站上去下載。TI實(shí)際上有一些應用，你的心電加了一個(gè)電池，實(shí)際上就會(huì )變成一個(gè)holter，病人不是你去看醫生的時(shí)候才有問(wèn)題，可能一整天當中可能有一兩分鐘有問(wèn)題，你需要把它一整天的波形記錄下來(lái)，怎么辦？TI的430系列可以把它記錄下來(lái)進(jìn)行存儲分析，這個(gè)也是最近比較流行的一個(gè)應用。

還有一個(gè)叫做Exercise rncorder，像耐克的鞋跑步了以后你每天跑了多少步，最快的速度是多少可以送去分析，它會(huì )根據時(shí)間的數據和跑動(dòng)的數據，算出你消耗了多少熱量，合理地安排每天的運動(dòng)量。這個(gè)是非常重要的應用。