引言

　　全球范圍內有很高比例的成人需要定期監測個人生命體征（即血糖、血壓、血氧飽和度）。自然而然地，我們看到對便攜式醫療裝置的需求越來越旺盛，這種醫療裝置可實現上述任務，甚至集成更多功能。而且這種趨勢不會停止。

　　體積、重量、可靠性、安全性以及功耗是設計現代化便攜式醫療裝置的關鍵因素。現在典型的便攜式醫療裝置一般需要多種宏模塊：處理電源的電源管理電路，無論是一次性還是可充電電池；模擬前端（AFE），用于將傳感器的信號調制并轉換為數字信號；微控制器，用于對采集信號執行數學計算，在集成LCD屏幕上顯示信息，或者將數據發送至有線/無線裝置。實現所有這些功能一般需要使用不同的分離式器件。

　　高效的電源管理對這些便攜式裝置至關重要。本文介紹一款單片低功耗片上系統（SoC），既適合用于使用一次性電池（紐扣電池或堿性電池）的便攜式醫療裝置，又適合用于使用可充電電池供電的醫療裝置。我們還將討論第二款設計，其中可增加電源管理IC （PMIC），以支持附加裝置功能。

　　在介紹這兩種方案之前，我們需要首先了解典型的分立式設計。然后討論轉向集成式方案、在不影響功率預算的情況下提高性能所帶來的好處。我們也研究節省空間、最大化功率利用、利用 USB連接提高安全性的新型集成電路。我們也將了解一下將現代化便攜式醫療裝置連接至智能電話是多么簡單，以及如何擴展應用范圍和使用看起來無限的數據。

　　分立式方案的復雜性、成本和空間

　　我們的討論首先從簡單回顧分立式電源方案的典型功能方框圖開始（圖1）。電池管理電路包括電池隔離器、電池充電器、電量計、背光照明電源以及線性/開關穩壓器。AFE通常要求ADC、DAC、運放、比較器、模擬開關和電壓基準。使用如此多的分立式器件會潛在影響系統可靠性，同時也毫無疑問地增加成本和電路板空間。

　　
圖1. 便攜式醫療設備中使用眾多分立式元件的基本電源方案方框圖。

　　集成式方案具有較高性能

　　現在，有一種新型雙芯片集成式方案，包括微控制器SoC和PMIC，提高總體性能（圖2）。我們接下來將介紹SOC和PMIC。

　　圖2. 使用MAX32600微控制器SoC和PMIC的集成式方案簡化設計并提高性能。

　　安全的醫療微控制器SoC

　　MAX32600微控制器SoC （圖3）基于Cortex M3核心，具有高性能模擬前端（AFE），集成先進的安全信賴保護，不同于競爭對手的電源方案。有線和無線通信接口為用戶將醫療裝置連接至其它便攜式主機，例如PDA或智能手機，提供了多種選擇。

　　
圖3. 高度集成的微控制器SoC優化用于便攜式醫療設備，具有AFE和信賴保護單元的高安全性。有線外設提高了系統靈活性，多種電源管理模式節省功耗。