全新片上可編程系統（SOPC）多參監護儀專(zhuān)用主控板簡(jiǎn)介

　　多參監護儀主控板是多參監護儀執行信息處理的核心部件，主要解決臨床生理信息的傳輸、存儲、顯示、交換和信息數據的組合加工。特別是數字化醫院的發(fā)展，HIS、CIS 系統的建立和普遍使用，使得多參監護儀不僅是一個(gè)生理參數的顯示和記錄終端，而且正成為醫療單位信息系統中必不可少的一個(gè)重要的臨床、生理信息平臺。它的許多技術(shù)指標直接體現了多參監護儀整機的重要技術(shù)性能指標。在多參監護儀市場(chǎng)競爭日趨激烈的今天，選擇一款技術(shù)既先進(jìn)，性能價(jià)格比又高的主控板，無(wú)疑可以大大提高它的市場(chǎng)競爭力。

　　一、目前國內多參監護儀主控板的現狀：

　　目前我國大多數主流廠(chǎng)商已基本上不再使用常規工控主板，而開(kāi)始改用專(zhuān)門(mén)的所謂ARM 主控板。ARM 主控板中的核心部件ARM 芯片，其實(shí)是一種通用配置的片上系統（System On Chip,簡(jiǎn)稱(chēng)SOC）芯片，是由ARM 芯片開(kāi)發(fā)商根據應用系統的通用配置制作的ASIC 芯片。這種通用配置的芯片無(wú)法直接滿(mǎn)足象多參監護儀這樣一些有著(zhù)特殊要求的應用領(lǐng)域。如：實(shí)時(shí)滾屏顯示；多串口的實(shí)時(shí)響應；有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)信息通信接口多樣化；多種顯示接口以及對多種TFT 顯屏兼容性的要求等。

　　為了彌補ARM 芯片無(wú)法完成的這些特殊功能，目前一般采用在A(yíng)RM 芯片外圍加接專(zhuān)用IC 和FPGA 芯片，在FPGA 芯片中燒入各種硬件電路，配合專(zhuān)用IC 芯片，在PCB 板上以“打補丁”的方式實(shí)現上述特殊功能。采用這種方法雖然在某種程度上可以勉強解決一些問(wèn)題，但在生產(chǎn)和調試的具體實(shí)施上存在較大技術(shù)難度，而且存在費用較高、靈活性差和不易更新?lián)Q代等缺點(diǎn)。更重要的是這些在PCB 板上通過(guò)“打補丁”補上去的電路，不屬于A(yíng)RM 微處理器系統的一部分，無(wú)法受ARM 微處理器的指令控制，使這些“補丁”電路無(wú)法實(shí)現智能化，更無(wú)法與系統其它資源相兼容，結果導致系統整體的智能化程度大大降低。直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和功能的提升。

　　目前多參監護儀產(chǎn)品經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，市場(chǎng)競爭已十分激烈，為保持競爭中的優(yōu)勢，以求在產(chǎn)品市場(chǎng)中占有自己的一席之地，就必須不斷采用新的技術(shù)，加快企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)更新速度。過(guò)去一般產(chǎn)品10 年更新?lián)Q代，現在3 到5 年就要更新了。產(chǎn)品智能化程度的高低和新產(chǎn)品更新速度的快慢，已經(jīng)成為衡量一個(gè)企業(yè)是否具有市場(chǎng)競爭優(yōu)勢的重要標志。

　　二、 片上可編程系統（SOPC）介紹

　　當今電子系統的設計已不再是利用各種通用IC 進(jìn)行PCB 板級的設計和調試，而是轉向以大規模ASIC 為物理載體的系統芯片的設計，簡(jiǎn)稱(chēng)SOC（System On Chip）,或者轉向以大規模FPGA 為物理載體的系統芯片的設計，稱(chēng)為可編程片上系統,簡(jiǎn)稱(chēng)SOPC（System On Programmable Chip）.

　　另一方面，由于近年來(lái)集成電路工藝的成熟和EDA 工具的迅速發(fā)展，使得電子系統設計者并不需要過(guò)多地關(guān)注半導體集成工藝，完全可以利用現有的成熟工藝，在EDA 工具的幫助下完成整個(gè)系統的全部設計，并最終或者委托IC 制造商進(jìn)行ASIC 生產(chǎn)，或者直接在FPGA 上實(shí)現。

　　構建SOPC 和SOC 的共同特點(diǎn)是，在不同的目標物理載體內都以軟核IP（Intellectual Property Core）作為基本構件。它們都以硬件描述語(yǔ)言為主要設計手段，借助于以計算機為平臺的EDA 工具進(jìn)行。專(zhuān)用SOPC 芯片設計技術(shù)主要是指面向單片專(zhuān)用SOC 芯片設計技術(shù)的計算機技術(shù)，與通用SOC 芯片設計技術(shù)相比，其特點(diǎn)有：

　　設計全程，包括電路系統描述、硬件設計、仿真測試、綜合、調試、系統軟件設計，直至整個(gè)系統的完成，都由計算機進(jìn)行。
　　設計技術(shù)直接面向用戶(hù)，即專(zhuān)用集成電路的被動(dòng)使用者同時(shí)也可能是專(zhuān)用集成電路的主動(dòng)設計者。
　　系統級專(zhuān)用集成電路的實(shí)現有了更多的途徑，即除傳統的ASIC 器件外，還能通過(guò)大規模FPGA 等可編程器件來(lái)實(shí)現。

　　三、XJ-SOPC-104 多參監護儀專(zhuān)用主控板的技術(shù)特點(diǎn)

　　為趕超世界先進(jìn)水平，更多更快地設計生產(chǎn)出性能更加優(yōu)越的產(chǎn)品，我們采用了上述FPGA嵌入軟核IP的SOPC新技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了與以往完全不同的，新型的多參監護儀專(zhuān)用主控板，即“XJ-SOPC-104多參監護儀專(zhuān)用工業(yè)控制板”。該工控板的核心器件FPGA承載了該板的SOPC，是以嵌入式系統結構為基礎，集軟硬件于一體的專(zhuān)用系統級芯片。多參監護儀主控板的所有特殊功能要求，都可以出色地由SOPC中的硬件和軟件協(xié)同完成。具有技術(shù)先進(jìn)、各項專(zhuān)用技術(shù)指標先進(jìn)、智能化程度高、性能穩定可靠、功耗低、易于加工生產(chǎn)以及具有較高的性能價(jià)格比等優(yōu)點(diǎn)。