Figi 1: blòk dyagram nan yon aparèy eksitasyon medikal lè l sèvi avèk ekstèn memwa sipòte fonctionnalités avanse
Premye defi pou achitèk sistèm lan se idantifye sistèm nan dwa sou chip (SoC) oswa mikrokontroleur sèvi kòm kè a nan sistèm lan. Li dwe kapab bay pèfòmans lan vle pandan y ap diminye bidjè pouvwa sistèm nan an jeneral.
Aparèy periferik, tankou memwa ekstèn, detèktè, ak interfaces telemetrik yo dwe konparab ak pèfòmans SoC / mikrokontroleur a, pandan y ap tou sipòte yon faktè fòm kontra enfòmèl ant ak konsomasyon pouvwa efikas.
Chwa memwa
Aparèy la chwazi jeneralman entegre de kalite memwa, flash ak SRAM.
Flash se yon relativman ralanti-ekri, ki pa temèt memwa ki sipòte yon kantite limite nan sik ekri. Li se itilize yo kenbe done fiks oswa ralanti-chanje tankou kòd aplikasyon, enfòmasyon sistèm, ak / oswa pòs-trete itilizatè done mòso bwa.
SRAM se yon vit-aksè, temèt memwa ki bay andirans sik ekri san limit. Li se itilize nan magazen tanporè kouri-tan done sistèm lan.
Kòm sistèm konpleksite ogmante, se konsa tou konpleksite kòd pou fonksyon yo miltip matematik ak algoritm. Kapasite entèn sou-chip memwa ka ensifizan. Sistèm medikal pòtab souvan bezwen plis depo, ki egzije konsèpteur pou ogmante memwa entèn ak memwa ekstèn (Figi 1).
Yon memwa ekstèn ki ba pouvwa ka itilize pou ekspansyon RAM, tipikman yon SRAM ak aktyèl ki ba anpil aktif ak sibstiti. Opsyon pou depo ki pa temèt gen ladan flash, EEPROM, MRAM, ak F-RAM.
Se memwa flash seri itilize pou pwogram ki pa temèt ak ekspansyon depo done paske nan pri ki ba li yo ak disponiblite nan dansite segondè. Sepandan, li gen relativman wo konsomasyon enèji, ki diminye lavi sa a ki opere nan aparèy ki baze sou batri.
Gen kèk aplikasyon pou ranplase yon pòsyon nan memwa a ak yon EEPROM, men sa a se toujou pa batri-zanmitay, espesyalman lè operasyon enplike anpil ekri nan EEPROM la. Li konplike tou konsepsyon kòd aplikasyon an.
Magneto-reziste RAM (MRAM) gen andirans ekri san limit. Dezavantaj li, sepandan, se ke li manje trè wo aktif ak sibstiti kouran ak se sansib a jaden mayetik ki ka fin pouri done ki estoke. Karakteristik sa yo Se poutèt sa fè li inoporten nan batri ki opere aparèy medikal.
Ferroelèktrik RAM (F-RAM), gen plizyè avantaj kle nan aparèy medikal pòtab e li gen gwo andirans ekri-sik.
Konplikasyon medikal
Figi 2: Konsomasyon enèji pou chak 4Mb ekri (µJ) pou teknoloji memwa ki pa temèt
Limite andirans ekri nan EEPROM ak flash kreye pwoblèm potansyèl pou aparèy medikal ki bezwen magazen mòso bwa done ki toujou ap mete ajou. Flash ofri andirans sou lòd 1E + 5 ak EEPROM se 1E + 6. F-RAM ekri sik andirans la se 1E + 14 (oswa 100 billions). Sa pèmèt aparèy yo kapab louvri sesyon plis done san yo pa gen aplike konplèks algoritm mete-nivelman ak sou-pwovizyon plis kapasite (Figi 3).
Yon dezyèm avantaj se ke achitekti entèn la nan F-RAM konsome lòd nan grandè pi ba enèji aktif pase flash ki baze sou chaj oswa aparèy depo EEPROM (Figi 2).
Pou egzanp, Excelon F-RAM soti nan Cypress sibstiti sipò, gwo twou san fon pouvwa desann ak ibènasyon mòd san fè anyen konsa. Aplike sa yo nan yon aplikasyon ka diminye konsomasyon pouvwa a apeprè de lòd nan grandè an konbinezon ak mòd ki pi ba pouvwa aktif.
Figi 3: Konparezon sik andirans pou teknoloji memwa ki pa temèt
EEPROM ak flash mande pou plis paj-pwogram / paj-ekri fwa sik, konsa ogmante sistèm tan aktif pou ekri operasyon yo. F-RAM imedya ki pa Peye-volatilité pèmèt batri ki opere sistèm konplètman etenn ekipman pou pouvwa a oswa pi vit lage sistèm lan nan yon mòd pouvwa ki san fè anyen konsa diminye tou de tan aktif ak aktif aktyèl.
Sa a tou amelyore fyab nan aplikasyon ki gen egzijans distribisyon egzak kote done ki riske pandan yon fay pouvwa. Selil F-RAM yo tou trè toleran a divès kalite radyasyon, ki gen ladan radyografi ak radyasyon gama epi yo iminitè a jaden mayetik, pwoteje done anrejistre.
Gen kèk aparèy F-RAM, tankou Excelon LP, ki bay kòd koreksyon sou chip (ECC) ki ka detekte ak korije erè yon sèl-ti jan nan chak mo 64-bit done, ogmante sistèm kritik done mòso bwa 'fyab depo. F-RAM sipòte tou kontwole pik aktyèl (sètadi kontwòl aktyèl aktyèl mwens pase 1.5 mA) yo anpeche twòp egzeyat nan batri a.
F-RAM ka loje nan anbalaj ki efikas nan espas. Pou egzanp, Excelon LP la ofri jiska 8Mbit epi li disponib nan endistri estanda SOIC uit-PIN SOIC ak Miniature uit-PIN pakè GQFN ak debi jiska 50MHz SPI I / O ak 108MHz QSPI (Quad-SPI) I / O.
F-RAM nan andirans nòmalman enfini, enstantane ki pa Peye-volatilité ak konsomasyon pouvwa ki ba pèmèt konsèpteur sistèm konbine tou de RAM- ak ROM ki baze sou done ak fonksyon nan yon memwa sèl.
ROM ki baze sou teknoloji, ki gen ladan mask-ROM, OTP-EPROM, ak NOR-flash, yo pa temèt epi yo oryante nan direksyon aplikasyon pou depo kòd.
NAND-flash ak EEPROM kapab sèvi tou kòm memwa done ki pa temèt. Sa yo tout mande pou kèk konpwomi, depi yo fè tou de kòd ak depo done ak pèfòmans ki ba-konpare ak memwa altènatif.
Teknoloji sa yo konsantre sou pri ki pi ba, ki mande pou yon konpwomi nan fasilite nan itilize ak / oswa pèfòmans.
RAM ki baze sou teknoloji sèvi kòm done memwa ak tou kòm yon espas k ap travay pou ekzekisyon kòd lè egzekite soti nan flash pwouve twò dousman. RAM bay yon melanj de kòd ak done fonctionnalités, men nati temèt li limite itilizasyon li nan depo tanporè.
Aplikasyon pòtab mande pou pèfòmans optimize nan kòm kèk eleman ke posib.
Sèvi ak kalite memwa miltip ka mennen nan inefikas, konplike konsepsyon kòd ak tipikman konsome plis enèji.
Efikasite ak fyab nan F-RAM fè li posib pou yon teknoloji memwa sèl okipe tou de kòd ak done.
Li te gen andirans la sipòte segondè frekans done antre pandan y ap bese pri sistèm, ogmante efikasite sistèm ak diminye sistèm konpleksite.
