【摘要】：便攜式醫(yī)療儀器與無線通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，使移動(dòng)醫(yī)療成為可能。考慮到移動(dòng)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的特殊應(yīng)用條件，面向移動(dòng)醫(yī)療的芯片設(shè)計(jì)面臨低功耗、低頻率和低噪聲的挑戰(zhàn)。本文設(shè)計(jì)的SoC芯片采用低頻率、低噪聲、低功耗(三低)的設(shè)計(jì)方案，主要研究四個(gè)方面的內(nèi)容，即全差分模擬前端、電源管理、人體近端無線通信、數(shù)字信號(hào)協(xié)處理器和系統(tǒng)集成。

　　1 移動(dòng)醫(yī)療的研究背景與研究現(xiàn)狀

　　全球人口老齡化、人們生活水平提高和偏遠(yuǎn)地區(qū)對(duì)醫(yī)療服務(wù)需求增加等因素正促進(jìn)著傳統(tǒng)醫(yī)療方式的變革，移動(dòng)性和便攜式逐步成為影響醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵[1]。另一方面，半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使醫(yī)療創(chuàng)新的步伐以前所未有的速度邁進(jìn)，在快速計(jì)算、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步的帶動(dòng)下，醫(yī)療電子產(chǎn)品正逐步走向低功耗和微型化。便攜醫(yī)療電子產(chǎn)品的出現(xiàn)緣起家庭醫(yī)療護(hù)理趨勢(shì)的興起和消費(fèi)者對(duì)自身健康關(guān)注度的增加，電子血壓計(jì)、血糖儀、數(shù)字助聽器、電子體溫計(jì)、穿戴式監(jiān)護(hù)儀、可吞咽電子膠囊等逐漸朝低成本和家用的方向發(fā)展，并有和消費(fèi)類電子設(shè)備融合的趨勢(shì)，其應(yīng)用日趨普及，前景十分看好。

　　現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展也為移動(dòng)醫(yī)療電子行業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)可靠的支撐。目前，3G是當(dāng)之無愧的通信領(lǐng)域大熱門。所謂3G是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。移動(dòng)醫(yī)療芯片內(nèi)部含有人體近端無線通信模塊，利用人體將芯片獲取處理后的人體生理數(shù)據(jù)發(fā)送至3G移動(dòng)終端（3G手機(jī)），再由3G移動(dòng)終端傳輸給專用醫(yī)療設(shè)備或者應(yīng)用程序進(jìn)行分析、顯示，從而充分展現(xiàn)移動(dòng)性和便攜性在醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)中的重要作用。

　　移動(dòng)醫(yī)療芯片不僅在市場(chǎng)上有巨大的前景，在學(xué)術(shù)上也符合新摩爾定律的發(fā)展趨勢(shì)：多年來，摩爾定律（Moore's Law）推動(dòng)了產(chǎn)能提升，帶動(dòng)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)驚人的發(fā)展，創(chuàng)造了超快速數(shù)字處理器及容量龐大的存儲(chǔ)器等，使得個(gè)人計(jì)算機(jī)和移動(dòng)電話普及到了千家萬戶。然而，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正面臨著雙重挑戰(zhàn)：一方面，利用先進(jìn)CMOS技術(shù)開發(fā)系統(tǒng)芯片的成本飛漲；另一方面，體積的繼續(xù)縮小將把摩爾定律推向窮途末路。因此，半導(dǎo)體業(yè)界誕生了More than Moore，(新摩爾定律)，即芯片發(fā)展要追求功耗下降及綜合功能的提高，實(shí)際上轉(zhuǎn)向更加務(wù)實(shí)的滿足市場(chǎng)的需求。在一些全新的平臺(tái)上，如蘋果電腦的iPhone、任天堂的Wii等平臺(tái)中，其核心處理器和應(yīng)用處理器性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上多核的CPU，但是其多樣化和有趣的應(yīng)用，卻迷倒了全球成千萬上億的用戶。

　　圖1 摩爾定律與新摩爾定律示意圖

　　針對(duì)移動(dòng)醫(yī)療的研究和開發(fā)目前主要是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界以項(xiàng)目的形式共同完成，主要項(xiàng)目有：美國佐治亞理工學(xué)院的智慧衫（Smart Shirt）項(xiàng)目[3]；美國麻省理工學(xué)院的MIThril項(xiàng)目[4]；歐盟IST FP5項(xiàng)目-ZMON[5]；歐盟IST FP5項(xiàng)目-WEALTHY[6]；歐盟IST FP6項(xiàng)目-MyHeart[7]；歐盟IST FP6-NMP-2項(xiàng)目-BIOTEX[8]；法國的VTAMN項(xiàng)目[9]；德國Fraunhofer IZM開發(fā)的具有傳感功能的T恤衫[10]等。這些項(xiàng)目的一個(gè)共同點(diǎn)是注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，以應(yīng)用為導(dǎo)向，其中的有些研究成果已經(jīng)成功轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。移動(dòng)醫(yī)療芯片的出現(xiàn)和迅速發(fā)展為移動(dòng)醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。移動(dòng)醫(yī)療芯片將模擬前端、ADC、微處理器、編碼/解碼器、基帶處理器和電源管理等集成在一個(gè)硅片內(nèi)，這樣不需要或者僅僅需要很少的外部分立原件，功耗、體積和重量都以顯著的降低。可以應(yīng)用于心臟起搏器、電子耳蝸、深腦刺激器和膠囊內(nèi)窺鏡的芯片都已相繼出現(xiàn)。2004年Wong等人[11]發(fā)明了一個(gè)適用于心臟起搏器的模數(shù)混合芯片，該芯片包括該電源管理系統(tǒng)、心電采集放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、高壓脈沖發(fā)生器等，芯片所有模塊的功耗僅僅8微瓦，該芯片植入人體后可以持續(xù)工作10至12年。2005年Georgious等人[12]發(fā)明了一個(gè)功耗為126微瓦的電子耳蝸，該電子耳蝸可以持續(xù)工作13天并且可以趁患者睡覺的時(shí)候?qū)υ摱佭M(jìn)行充電。2010年，Yan等人[13]發(fā)明了一個(gè)穿戴式心臟監(jiān)護(hù)片上系統(tǒng)（SoC）芯片，該芯片不僅可以測(cè)量心電信號(hào)，而且可以測(cè)量心輸出量。

　　同時(shí)，一些國際知名芯片廠商也成功開發(fā)出了一系列適用于醫(yī)學(xué)信號(hào)采集和處理的系統(tǒng)芯片。德州儀器于2010年研發(fā)出一款低功耗、八通道電生理模擬前端芯片ADS1298，每個(gè)通道都包括一個(gè)低噪聲增益編程可調(diào)PGA的放大器和24位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。并內(nèi)置右腿驅(qū)動(dòng)電路，威爾遜中心端、振蕩器，基準(zhǔn)電壓源和SPI接口等。該芯片如此高的集成度極大的改善了心電圖(ECG)的便攜式。而ADI于2011年相繼推出了一款適用于診斷級(jí)的ADAS1000 ECG模擬前端芯片。該芯片還包括右腿驅(qū)動(dòng)放大器、交流和直流導(dǎo)聯(lián)關(guān)閉檢測(cè)、屏蔽驅(qū)動(dòng)等，而且還集成了呼吸測(cè)量和起搏脈沖檢測(cè)功能。

　　國內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)起步較晚，而且國內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)主要集中在通用處理器、通信、移動(dòng)多媒體、以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品的專用處理器開發(fā)上，對(duì)適用于監(jiān)護(hù)類醫(yī)療電子產(chǎn)品的專用集成電路芯片的開發(fā)投入很少。因此，開發(fā)適用于醫(yī)療儀器設(shè)備的芯片對(duì)縮短我國醫(yī)療電子產(chǎn)品與國際水平的差距，以及提高我國醫(yī)療器械企業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力起到重要的作用。

　　2 移動(dòng)醫(yī)療芯片的系統(tǒng)架構(gòu)

　　醫(yī)療電子未來的主要趨勢(shì)是[14]便攜式、微型化、可連接、人性化、安全和可靠。便攜式需要精確的生物信號(hào)采集傳感器，高效率的系統(tǒng)電源管理芯片，極低功耗的系統(tǒng)和能量存儲(chǔ)。微型化需要先進(jìn)的集成技術(shù)，如CMOS集成電路， MEMS和其他可變技術(shù)的集成。可連接性需要低功耗RF無線通信技術(shù)。醫(yī)療電子設(shè)備的人性化需要通過病人和客戶的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)考慮。數(shù)據(jù)安全性需要更多的硬件和軟件工具支持在RF傳輸和存儲(chǔ)過程中醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性。可靠性需要增強(qiáng)行業(yè)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)。

　　圖2 移動(dòng)醫(yī)療SoC芯片整體架構(gòu)

　　針對(duì)國內(nèi)外移動(dòng)醫(yī)療芯片的研發(fā)現(xiàn)狀，我們致力于研制適用于移動(dòng)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)的集成電路系統(tǒng)芯片，實(shí)現(xiàn)多生命體征信號(hào)提取、數(shù)據(jù)處理和無線傳輸?shù)膯尉Ъ伞Ｔ撔酒蓱?yīng)用于便攜式的血糖儀、數(shù)字血壓計(jì)、血?dú)夥治鰞x、數(shù)字脈搏和心率監(jiān)視器等一系列移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備中。考慮到移動(dòng)生理參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的特殊應(yīng)用條件，芯片采用低頻率、低噪聲、低功耗（三低）的設(shè)計(jì)方案，主要研究四個(gè)方面的內(nèi)容，即全差分模擬前端、人體近端無線通信、低功耗可擴(kuò)展FFT處理器電源管理和系統(tǒng)集成。芯片的整體結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的外設(shè)如圖2所示，所設(shè)計(jì)的移動(dòng)醫(yī)療芯片SoC整體電子顯微照片圖3所示。

　　圖3 移動(dòng)醫(yī)療SoC芯片電子顯微照片

　　2.1 全差分模擬前端

　　由于生理信號(hào)的特殊性，模擬前端電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)在于實(shí)現(xiàn)低噪聲、低功耗、高精度模擬信號(hào)采集和高速高精度低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換。模擬前端（AFE）部分用于對(duì)人體生理信號(hào)進(jìn)行采集，為其后的數(shù)據(jù)處理和無線收發(fā)模塊提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)來源，在移動(dòng)醫(yī)療芯片中占據(jù)著極其重要的位置。近年來，已經(jīng)報(bào)道了一些應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)信號(hào)采集的模擬前端集成電路設(shè)計(jì)[15-18]。然而，這些設(shè)計(jì)中要么沒有集成ADC，要么系統(tǒng)增益不可調(diào)，或者不支持多通道采集，另外設(shè)計(jì)很少嘗試針對(duì)于低幅度電流源信號(hào)的采集。為了盡量不失真的還原、放大多種人體生理信號(hào)，減小噪聲干擾，模擬前端包括前置放大器、帶通濾波器、抑制工頻干擾的陷波器、主放大器和逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC），如圖4所示。一般情況下，前置放大器的增益不宜太大，以避免電極的極化電壓造成電路的飽和，其數(shù)值一般選擇在5-10倍左右。帶通濾波器一般用來濾掉生理信號(hào)頻段外的噪聲干擾。陷波器一般用來濾除掉工頻干擾。由于前置放大器的放大倍數(shù)不大，所以主放大器必須將生理信號(hào)進(jìn)一步放大，保證能夠驅(qū)動(dòng)后面模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

　　圖4 電生理差分模擬前端

　　該AFE芯片含有6個(gè)采集通道，每個(gè)通道的功耗僅為80μW，同時(shí)每個(gè)通道的增益和帶通截止頻率可以配置，可適用于ECG、EMG和EEG等多種電生理信號(hào)的采集。此外，該芯片內(nèi)包含有抑制工頻干擾的全集成陷波器，可以抑制耦合進(jìn)入通道內(nèi)的工頻干擾。針對(duì)常規(guī)陷波器需要大電阻（超過1MΩ）大電容（超過50pF）的難題，該設(shè)計(jì)采用了電流分流技術(shù)，通過減少積分器的充放電時(shí)間來增大時(shí)間常數(shù)，從而大大降低了陷波器的中心頻率。同時(shí)，陷波器的中心頻率可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使芯片適用于不同頻率的工頻干擾。本設(shè)計(jì)中的模擬前端芯片采用SMIC混合信號(hào)0.18μm 1P6M CMOS工藝制造。

　　2.2 電源管理芯片

　　對(duì)于醫(yī)療電子設(shè)備，便攜式是最重要的一個(gè)特點(diǎn)，這就需要高效率、高集成度的電源管理芯片。因此，提高電源管理芯片的效率對(duì)于減小電子設(shè)備的面積和重量，提高電子設(shè)備電源的運(yùn)行時(shí)間極其重要。在有廣泛性能變換要求的系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)電壓縮放（DVS）是一個(gè)很常用的方法[19]。通過引入多個(gè)不的電源電壓，DC-DC 轉(zhuǎn)換器使得子系統(tǒng)工作在各自不同的最佳供電電壓下，大大降低了系統(tǒng)的功耗。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓縮放中的DC-DC轉(zhuǎn)換器的方法有很多種。電壓模式的脈寬調(diào)制DC-DC轉(zhuǎn)換器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是在輕載的情況下，效率比較低[20]。電流模式的脈寬調(diào)制DC-DC轉(zhuǎn)換器或者脈寬調(diào)制\頻率調(diào)制混合調(diào)制的DC-DC轉(zhuǎn)換器在很大的負(fù)載電流范圍內(nèi)電流都比較高，但是兩種模式的轉(zhuǎn)換控制電路使得電路的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，導(dǎo)致芯片面積增大[21，22]。根據(jù)移動(dòng)醫(yī)療電子設(shè)備的低功耗、便攜式和待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，需要一種體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和高轉(zhuǎn)換效率的DC-DC轉(zhuǎn)換器。

　　鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)提出一種應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的低功耗、高效率降壓型DC-DC變換芯片，結(jié)構(gòu)如圖5所示，以解決現(xiàn)有的直流-直流變換器存在的主開關(guān)器件開關(guān)損耗大、附加時(shí)鐘電路體積大、成本高、效率低的問題，使其很好的適用于便攜式醫(yī)療設(shè)備中。

　　圖5 DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)

　　因此，本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且低功耗的電流比較器，使其在工作過程中，靜態(tài)電流僅有幾十μW。另外，采用內(nèi)部產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)作為控制信號(hào)，從而可以省去額外的控制模塊，大大降低電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和功耗。同時(shí)，本設(shè)計(jì)打算在設(shè)計(jì)的PFM控制電路中采用動(dòng)態(tài)部分關(guān)斷策略，有效的減少系統(tǒng)損耗，從而提高了效率，使所設(shè)計(jì)的DC-DC 轉(zhuǎn)換器適用于有低功耗、小面積要求的便攜式生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。

　　2.3 人體通信收發(fā)芯片

　　移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備非常需要數(shù)據(jù)進(jìn)行短距離無線傳輸，因此我們把人體當(dāng)成傳輸數(shù)據(jù)的導(dǎo)體，省去了高頻的載波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了通信數(shù)據(jù)在人體表面高速、安全、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的低功耗傳送。HBC部分為發(fā)射端和接收端。發(fā)射端主要包括RC振蕩器、FSK和OOK調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路。接收端主要有低噪聲放大器、有源巴倫、可變?cè)鲆娣糯笃鳌V波器、2位ADC、解調(diào)電路。

　　圖6所示為收發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖。

　　發(fā)射端采用FSK/OOK雙模調(diào)制，F(xiàn)SK采用低頻率可切換多調(diào)制的載波方式，發(fā)射端的驅(qū)動(dòng)緩沖器可實(shí)現(xiàn)輸出功率根據(jù)通信距離進(jìn)行調(diào)諧控制。接收端采用無變頻直接解調(diào)的超寬帶射頻通信結(jié)構(gòu)，無須外接片外濾波器和低噪聲放大器，接收機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)接收機(jī)的輸出直接接到基帶電路，接收機(jī)工作頻率在30M以內(nèi)，無須片外電感，集成度好，功耗低。

　　直接在接收機(jī)部分完成信號(hào)處理，數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)字解調(diào)后進(jìn)入基帶，充分減小了數(shù)字基帶的壓力，簡(jiǎn)化了基帶電路。采用的GM-C結(jié)構(gòu)片內(nèi)帶通濾波器中心頻率、帶寬可調(diào)以抑制干擾人體通信頻段內(nèi)的射頻噪聲信號(hào)同時(shí)實(shí)現(xiàn)片內(nèi)的信道頻帶的選擇。采用高速遲滯比較器構(gòu)成的2位ADC對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大整形，可變?cè)鲆娣糯笃鳎琇NA增益，有源巴倫的增益可根據(jù)接收信號(hào)幅度四檔可調(diào)，以實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍的接收機(jī)。LNA采用新穎的噪聲反饋抵消的全電阻負(fù)載結(jié)構(gòu)。

　　本設(shè)計(jì)提出了一種適合于人體通信收發(fā)機(jī)的FSK調(diào)制解調(diào)方案，采用模擬FSK解調(diào)，極大簡(jiǎn)化了數(shù)字基帶電路。本收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)十分適合短距離人體近端的無線通信，符合生理醫(yī)學(xué)信號(hào)的無線采集對(duì)通信誤碼率和通信距離、質(zhì)量的要求，通信距離大概在1m左右，BER為10E-5。系統(tǒng)采用半雙工的，針對(duì)人體通的電磁場(chǎng)傳播特性采用合適的通信頻率和調(diào)制方式，有高的數(shù)據(jù)帶寬和通信質(zhì)量。

　　2.4 數(shù)字信號(hào)協(xié)處理器

　　由于人體通信收發(fā)數(shù)據(jù)對(duì)帶寬的要求，并且消耗能量較高，例如在1Mbps發(fā)送一個(gè)字節(jié)需要消耗5000pJ，而執(zhí)行一條32位指令消耗200pJ，即執(zhí)行25條指令集才能發(fā)送1bit數(shù)據(jù)。因此在數(shù)據(jù)發(fā)送前進(jìn)行在節(jié)點(diǎn)處理（Processing on Node）可以降低能量和功耗，并且特定的生物信號(hào)處理（BSP）任務(wù)需要特定的電路結(jié)構(gòu)。從而提出了適用于低頻生理信號(hào)處理的低功耗數(shù)字定制ASIC芯片-BSP芯片。該BSP芯片基于授權(quán)的ARM7DMI32位RSIC處理器和AMBA總線，集成了MMU、FFT/IFFT、SPI、RAM、ROM等單元。在整個(gè)系統(tǒng)中授權(quán)的ARM7TDMI IP作為整個(gè)系統(tǒng)的控制器，MMU單元用來管理掛在AMBA總線上的外設(shè)，例如SPI、FLASH、SRAM，而點(diǎn)數(shù)可配置為8、16、32、64、128、256的FFT/IFFT單元作為ARM7DMI的協(xié)處理器。

　　本設(shè)計(jì)中，采用最省功耗的基于存儲(chǔ)器的順序結(jié)構(gòu)，采用兩個(gè)雙端口的RAM存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)，兩個(gè)RAM分別用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部。旋轉(zhuǎn)因子存儲(chǔ)在一個(gè)ROM中。如圖7所示，為FFT/IFFT的整體結(jié)構(gòu)圖。

　　圖7 FFT/IFFT整體結(jié)構(gòu)圖

　　一個(gè)蝶形運(yùn)算單元包含一個(gè)復(fù)數(shù)乘法器，而復(fù)數(shù)乘法器的功耗較大，所以整個(gè)FFT處理器中只包含一個(gè)蝶形處理單元，在每一級(jí)蝶形運(yùn)算中不停地調(diào)用此蝶形運(yùn)算單元。為了最大限度的地降低功耗，擬采用改進(jìn)的蝶形運(yùn)算單元，即將原本由四個(gè)實(shí)數(shù)乘法器組成的復(fù)數(shù)乘法器改變成三個(gè)實(shí)數(shù)乘法器。實(shí)數(shù)乘法器擬采用改進(jìn)的booth編碼乘法器。

　　為了提高處理速度，在蝶形運(yùn)算和寄存器讀寫過程中擬采用流水線結(jié)構(gòu)，以降低整個(gè)FFT芯片的能量消耗。由于設(shè)計(jì)的FFT處理器是可擴(kuò)展的，即可以選擇計(jì)算不同的點(diǎn)數(shù)，所以可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是一個(gè)重點(diǎn)。為了滿足低功耗的要求，這個(gè)結(jié)構(gòu)必須簡(jiǎn)單和便于控制，為此，在整體結(jié)構(gòu)上，擬采用有限狀態(tài)機(jī)（FSM）進(jìn)行控制，根據(jù)不同點(diǎn)數(shù)有不同級(jí)數(shù)的蝶形運(yùn)算單元，來選擇狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)數(shù)。

　　對(duì)于FFT運(yùn)算，特別是高點(diǎn)數(shù)FFT的運(yùn)算，有大量中間數(shù)據(jù)需要讀寫，而且對(duì)于不同點(diǎn)數(shù)的FFT，地址產(chǎn)生順序又不同，因此對(duì)存儲(chǔ)器讀寫地址的產(chǎn)生也是一個(gè)重點(diǎn)。為此，將專門設(shè)計(jì)一個(gè)地址生成器，這個(gè)地址生成器產(chǎn)生兩個(gè)RAM的讀寫地址，同時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)因子ROM的讀地址。此外，為進(jìn)一步降低功耗，將采用門控時(shí)鐘、多電壓等低功耗技術(shù)。

　　3 移動(dòng)醫(yī)療所面臨的挑戰(zhàn)

　　移動(dòng)醫(yī)療不僅能幫助解決“看病難、看病貴”的問題，它還可以高度共享醫(yī)院原有的信息系統(tǒng)，并使系統(tǒng)更具移動(dòng)性和靈活性，從而簡(jiǎn)化工作流程，提高整體工作效率。中國移動(dòng)醫(yī)療的市場(chǎng)空間非常大，但不可否認(rèn)的是其在行業(yè)應(yīng)用和商業(yè)模式上還需要一個(gè)長(zhǎng)期的培育過程。移動(dòng)醫(yī)療還面臨很多挑戰(zhàn)，比如目前缺少規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)，像云計(jì)算或物聯(lián)網(wǎng)，不同的廠家建立了不同的健康云，很多地方在做基于健康檔案的區(qū)域級(jí)信息平臺(tái)，將來如果這些平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)不能有效地整合，反而會(huì)導(dǎo)致很多信息沒有及時(shí)地更新或者不一致。另外是安全問題，包括系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全和無線傳播信號(hào)對(duì)敏感信息的影響。對(duì)醫(yī)療設(shè)備商來說，移動(dòng)醫(yī)療對(duì)便攜式醫(yī)療設(shè)備的需求會(huì)大大增加，比如床邊監(jiān)護(hù)儀和B超等。一般來說，便攜式醫(yī)療產(chǎn)品的市場(chǎng)化成本較高，其研發(fā)成本、市場(chǎng)開拓成本、時(shí)間成本和市場(chǎng)周期都給這些企業(yè)帶來很大的壓力。另外，生理信號(hào)微弱的幅度和極低頻率的特征，以及醫(yī)療芯片對(duì)極低功耗的追求，既是設(shè)計(jì)醫(yī)療芯片必須滿足的條件，也是設(shè)計(jì)醫(yī)療芯片所面臨的主要挑戰(zhàn)。中國移動(dòng)醫(yī)療才剛剛起步，有著廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)需求，同時(shí)也面臨著諸多挑戰(zhàn)，我們應(yīng)該抓緊機(jī)遇，積極應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，使移動(dòng)醫(yī)療能夠得到廣泛推廣，提升醫(yī)療護(hù)理的管理效率和人們的生活質(zhì)量。

　　4 本文小結(jié)

　　本文對(duì)移動(dòng)醫(yī)療的研究背景和國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)論述，在分析了常規(guī)生理信號(hào)特征的基礎(chǔ)上，介紹了專注于面向家庭，個(gè)人可移動(dòng)的生理參數(shù)采集的SoC，同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的面向移動(dòng)醫(yī)療的SoC中四個(gè)關(guān)鍵的芯片模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。該片上系統(tǒng)采用低功耗系統(tǒng)芯片方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種生理信號(hào)的采集、處理、顯示和傳輸，不僅提高了芯片的集成度、節(jié)約了芯片面積，而且有利于降低功耗、降低成本。最后，綜合的闡述了移動(dòng)醫(yī)療在未來發(fā)展道路中面臨的挑戰(zhàn)。