全面的硬件/軟件參考設計包括用于各種健康參數的傳感器

對于設計團隊來說，開始一個新項目既是一個激動人心的時刻，也是一個充滿挑戰的時刻。這是一個在（希望）有趣的項目中使用新組件和工具來創建特別的東西的機會。但這也是一個挑戰，因為除了與設計相關的問題外，團隊還必須應對上市時間壓力、營銷變化和客戶反饋。這就是為什么一個好的參考設計可以通過壓縮前期工作并最大限度地減少意外情況來產生重大影響。

當然，一些初步的軟件開發可以使用PC，開發工具，處理器仿真器，甚至是電路部分的粗略面包板立即開始。然而，很快，實際的電路 - “硬件” - 需要進行認真的開發，調試，硬件/軟件集成，甚至一些預生產試點單元。

對于可穿戴設備，團隊的問題被一個不可避免的事實放大了：設備需要與不同的模擬傳感器接口，每個傳感器都有獨特的信號接口電平、類型和噪聲問題。例如，心電圖胸帶提供微伏信號，該信號被 50/60 Hz 的大噪聲分量和身體噪聲破壞，而血氧傳感光電二極管是毫安電流源。這意味著模擬前端的設計比有多個通道時要困難得多，但至少是同一類型。此外，該應用需要高度的功能，包括微型封裝中的無線接口，以及極低的功耗要求。

達到這個現實點可能需要大量的工程資源和時間，幾乎沒有空間為需要迭代設計的最后不可避免的問題留下空間。如果團隊經驗豐富且幸運，那么擁有一個可靠的、可操作的項目原型以及所需的開發工具和界面至少需要三個月，通常是六個月，甚至更長時間。

通往概念驗證的漫長道路

還有壓力需要一些看起來“合理”接近最終產品的東西來展示營銷、管理、關鍵客戶，甚至是焦點小組來驗證這種方法。這提供了一個“概念驗證”，可以在設計進展太遠之前測試設計外觀和功能。顯然，修補在一起的原型設置不足以勝任這個角色。

項目團隊至少必須：

研究供應商產品及其數據表;根據性能、功耗、價格和可用性的權衡選擇所需的有源和無源組件。當前端有不同類型的傳感器而不是同一傳感器類型的多個通道時，這是一個額外的挑戰。

訂購所需的零件;一些公司專門為這些小批量訂單設立了一個特殊的采購小組，但在許多情況下，團隊可能不得不自己做。他們甚至可能不得不將成本放在公司的信用卡上，因為削減采購訂單 （P.O.） 是一個耗時的過程。

獲取所有需要的零件，構建一個粗略的原型，然后運行。如果存在問題，請確定是根本性設計錯誤，還是只是粗略的原型存在時序、信號完整性和其他問題，這些問題希望在最終的 PC 板中不存在。

當原型硬件看起來沒問題時，制作、加載和檢查一些接近最終的 PC 板原型，以便完成最終的系統集成、調試、算法開發和其他任務

由于這些原因和其他原因，許多供應商現在提供參考設計，范圍從基本的、幾乎沒有測試過的原理圖一直到完整的、經過全面審查的評估/開發板。

最大限度地減少開發可穿戴健康/健身設計的挫敗感

Maxim的hSensor平臺是用于可穿戴健康和健身應用的參考設計示例，該平臺通常涉及各種不同的傳感器。該平臺（正式名稱為MAXREFDES100#）簡化了輸入的采集和處理，例如胸帶、ECG/EKG貼片、腕戴式設備、溫度計、一次性溫度貼片、血氧測量儀、智能體重秤和生物認證系統。它甚至具有慣性傳感器（3軸加速度計，6軸加速度計/陀螺儀），如圖1所示。完整的軟件包包括hSensor板、帶驅動程序的固件、調試器板和GUI。（請注意，該參考設計也是貿澤電子/Hackster.io“瘋狂創客”競賽中“2016年最佳物聯網板”類別的提名。

該小板僅為 25.4mm x 30.5mm，可在單個紐扣電池上運行，允許通過低功耗藍牙鏈路監控數據、存儲在閃存中或通過 USB 流式傳輸數據。它通過 ARM mbed硬件開發套件提供附加功能。使用Maxim網站上的免費源代碼，設計人員還可以下載應用的算法，并根據需要進行修改。

MAXREFDES100# 系統板

鑒于為快速發展的健康/保健市場開發產品的設計團隊面臨著許多同時（通常是相互矛盾的）壓力，使用Maxim的hSensor平臺等參考設計不僅是明智之舉，甚至可能是唯一有意義的選擇。

審核編輯：郭婷