चित्र १: उन्नत कार्यक्षमतालाई समर्थन गर्न बाह्य मेमोरीको प्रयोग गरेर मेडिकल उत्तेजना उपकरणको आरेख ब्लक गर्नुहोस्
प्रणाली आर्किटेक्टहरूको लागि पहिलो चुनौती भनेको प्रणालीको मुटुको रूपमा सेवा गर्न चिप (SoC) वा microcontroller मा सही प्रणाली पहिचान गर्नु हो। यो एकै साथ समग्र प्रणालीको पावर बजेट घटाउँदा चाहिएको प्रदर्शन प्रदान गर्न सक्षम हुनुपर्दछ।
बाह्य मेमोरीहरू, सेन्सरहरू, र टेलिमेट्री इन्टरफेसहरू बाहेकका सम्झौताहरू SoC / microcontroller प्रदर्शनको साथ तुलना गर्न मिल्छ, जबकि यसले कम्प्याक्ट फार्म कारक र दक्ष उर्जा उपभोगलाई समर्थन गर्दछ।
मेमोरी छनौटहरू
छनौट गरिएको उपकरणले सामान्यतया दुई प्रकारका सम्झनाहरू, फ्ल्यास र SRAM एकीकृत गर्दछ।
फ्ल्यास एक अपेक्षाकृत ढिलो-लिखित, गैर-वाष्पशील मेमोरी हो जुन सीमित संख्याको लेखन चक्रलाई समर्थन गर्दछ। यो स्थिर वा ढिलो-परिवर्तन डाटा जस्तै अनुप्रयोग कोड, प्रणाली जानकारी, र / वा पोष्ट-प्रसंस्कृत उपयोगकर्ता लग लगत गर्न प्रयोग गरिन्छ।
एसआरएएम एक द्रुत-पहुँच, अस्थिर मेमोरी हो जसले असीमित लेख्ने चक्र सहनशीलता प्रदान गर्दछ। यो अस्थायी रन-टाइम प्रणाली डेटा भण्डारण गर्न प्रयोग गरिन्छ।
प्रणाली जटिलता बढ्दै जाँदा बहु गणितिय कार्यहरू र एल्गोरिदमहरूको लागि कोड जटिलता बढ्दछ। आन्तरिक अन-चिप मेमोरी क्षमता अपर्याप्त हुन सक्छ। पोर्टेबल चिकित्सा प्रणालीहरूलाई प्राय: थप भण्डारणको आवश्यकता पर्दछ, डिजाइनरहरूलाई बाह्य मेमोरी (चित्र १) को साथ आन्तरिक मेमोरी बढाउनको लागि आवश्यक पर्दछ।
एक कम पावर बाह्य मेमोरी र्याम विस्तारको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ, सामान्यतया अत्यधिक कम सक्रिय र अतिरिक्त स्ट्यान्डबाइको साथ एक एसआरएएम। गैर-वाष्पशील भण्डारणको लागि विकल्पहरूमा फ्ल्यास, EEPROM, MRAM, र F-RAM समावेश छ।
सीरियल फ्ल्यास मेमोरी गैर ‑ वाष्पशील प्रोग्राम र डाटा भण्डारण विस्तारको लागि प्रयोग गरिन्छ किनभने यसको कम लागत र उच्च घनत्वहरूको उपलब्धताका कारण। यद्यपि योसँग अपेक्षाकृत उच्च उर्जा खपत छ, जसले ब्याट्रीमा आधारित उपकरणहरूको अपरेटिंग लाइफ घटाउँछ।
केहि अनुप्रयोगहरूले मेमोरीको एक अंशलाई EEPROM सँग बदल्छन्, तर यो अझै ब्याट्रीमैत्री छैन, खास गरी जब अपरेशनहरू EEPROM लाई विस्तृत लेख्ने कार्य गर्दछ। यसले अनुप्रयोग कोड डिजाइन जटिल गर्दछ।
म्याग्नेटो-प्रतिरोधात्मक र्याम (एमआरएएम) का असीमित लेखन धीरज छ। यसको नोक्सान, यद्यपि यो हो कि यसले धेरै उच्च सक्रिय र स्ट्यान्डबाइ धारा खान्छ र चुम्बकीय क्षेत्रहरूमा संवेदनशील छ जसले भण्डार गरिएको डाटालाई भ्रष्ट पार्न सक्छ। यी सुविधाहरू यसैले यसलाई बैटरी सञ्चालित मेडिकल उपकरणहरूमा अनुपयुक्त बनाउँछ।
फेरोइलेक्ट्रिक र्याम (एफ-र्याम), पोर्टेबल मेडिकल उपकरणहरूमा धेरै मुख्य फाइदाहरू छन् र योसँग उच्च लेखन ‑ चक्र सहनशीलता छ।
चिकित्सा जटिलता
चित्र २: अस्थिर मेमोरी टेक्नोलोजीहरूको लागि प्रति 4Mb राइट (µJ) ऊर्जा खपत
EEPROM र फ्ल्यासको सीमित लेखन धीरज मेडिकल उपकरणहरूको लागि सम्भावित मुद्दाहरू सिर्जना गर्दछ जुन डेटा लग भण्डारण गर्न आवश्यक पर्दछ जुन लगातार अपडेट हुँदैछ। फ्ल्यास 1E + 5 को क्रममा सहनशीलता प्रदान गर्दछ र EEPROM 1E + 6 हो। एफ-रम लेखन चक्र धीरज १ ई + १ 14 (वा १०० ट्रिलियन) हो। यसले उपकरणहरूलाई जटिल पोशाक-स्तर एल्गोरिदम लागू नगरीकन अधिक डाटा लग गर्न सक्षम गर्दछ र capacity प्रावधान अतिरिक्त क्षमता (चित्र Figure)।
दोस्रो फाइदा भनेको एफ ‑ र्यामको आन्तरिक आर्किटेक्चरले चार्ज ‑ आधारित फ्ल्यास वा EEPROM भण्डारण उपकरणहरू (चित्र २) भन्दा कम सक्रिय ऊर्जाको अर्डर खपत गर्दछ।
उदाहरण को लागी, Cypress समर्थन स्ट्यान्डबाइबाट एक्सेलन एफ down र्याम्स, गहिरो पावर डाउन र निष्क्रिय मोडहरू हाइबरनेट। यो अनुप्रयोगमा कार्यान्वयन गर्नाले तल्लो सक्रिय पावर मोडको साथ संयोजनको परिमाणको लगभग दुई अर्डरले पावर खपत कम गर्न सक्छ।
चित्र:: धैर्य चक्र तुलना गैर ‑ वाष्पशील मेमोरी टेक्नोलोजीहरूको लागि
EEPROM र फ्ल्यासको लागि अतिरिक्त पृष्ठ-प्रोग्राम / पृष्ठ-लेखन चक्र समय आवश्यक पर्दछ, यसैले लेखन अपरेसनहरूको लागि प्रणाली सक्रिय समय बढाउँदछ। F ‑ रामको तत्कालको गैर ‑ अस्थिरताले ब्याट्री संचालित प्रणालीहरूलाई पूर्ण रूपमा विद्युत आपूर्ति बन्द गर्न अनुमति दिन्छ वा अधिक चाँडो प्रणालीलाई कम पावर इडल मोडमा ड्रप गर्दछ सक्रिय सक्रिय समय र सक्रिय दुवै लाई कम गर्न।
यसले अनुप्रयोगहरूमा विश्वसनीयता पनि बढाउँदछ जुन सटीक समय आवश्यकताहरू हुन्छ जहाँ डाटा घामको बेला जोखिममा हुन्छ। एफ ‑ र्याम कोषहरू पनि एक्स-रे र गामा रेडिएसन सहित विकिरणका विभिन्न प्रकारहरूमा अत्यधिक सहनशील छन् र रेकर्ड गरिएको डेटा सुरक्षित गर्न चुम्बकीय क्षेत्रहरूमा प्रतिरोधात्मक क्षमता हुन्।
केही एफ ‑ र्याम उपकरणहरू, जस्तै एक्सेलन एलपी, ‑ चिप त्रुटि सुधार कोड (ईसीसी) मा प्रदान गर्दछ जसले हरेक 64 64 ‑ बिट डाटा शब्दमा एकल बिट त्रुटिहरू पत्ता लगाउन र सुधार गर्न सक्छ, महत्वपूर्ण प्रणाली डेटा लगहरूको भण्डारण विश्वसनीयता बढाउँदै। एफ ‑ र्यामले पनि बैटरीको अत्यधिक डिस्चार्ज रोक्नको लागि नियन्त्रित शिखर वर्तमान (उदाहरणको लागि १. 1.5 mA भन्दा कम नियन्त्रण) लाई समर्थन गर्दछ।
F ‑ RAM प्याकेजिंगमा राख्न सकिन्छ जुन स्पेस-कुशल छ। उदाहरणका लागि, एक्सेलन एलपीले M मेबिटसम्म प्रस्ताव गर्दछ र उद्योग मानक आठ ‑ पिन एसओआईसी र लघु आठ-पिन जीक्यूएफएन प्याकेजहरू through० मेगाहर्ट्ज एसपीआई आई / ओ र १०० मेगाहर्ट्ज क्यूएसपीआई (क्वाड ‑ एसपीआई) आई / ओमा उपलब्ध छ।
F ‑ रामको वस्तुतः असीमित धीरज, तत्काल गैर ‑ अस्थिरता र कम पावर खपत प्रणाली डिजाइनरहरू दुवै एकल मेमोरीमा राम्रा र रोम ‑ आधारित डाटा र प्रकार्यहरू संयोजन गर्न अनुमति दिन्छ।
ROM ‑ आधारित टेक्नोलोजीहरू, जसमा मास्क ‑ ROM, OTP ‑ EPROM, र NOR ‑ फ्लैश समावेश छ, गैर-अस्थिर छन् र कोड भण्डारण अनुप्रयोगहरूमा उन्मुख छन्।
NAND ‑ फ्ल्यास र EEPROM ले गैर ‑ वाष्पशील डाटा मेमोरीको रूपमा पनि कार्य गर्न सक्दछ। यी सबैलाई केहि सम्झौता आवश्यक पर्दछ, किनकी तिनीहरू दुबै कोड र डाटा भण्डारण कम प्रदर्शनको साथ वैकल्पिक सम्झनाहरूको तुलनामा प्रदर्शन गर्छन्।
यी प्रविधिहरू कम लागतमा ध्यान केन्द्रित गर्दछन्, जसलाई व्यापारको उपयोग गर्न र / वा प्रदर्शन गर्न सजिलो हुन्छ।
र्याम-आधारित टेक्नोलोजीहरू डाटा मेमोरीको रूपमा काम गर्दछ र कोड कार्यान्वयनको लागि कार्य गर्ने ठाउँको रूपमा जब फ्ल्यासबाट कार्यान्वयन गर्न ढिलो हुन्छ। र्यामले कोड र डाटा प्रकार्यको मिश्रण प्रदान गर्दछ, तर यसको अस्थिर प्रकृतिले यसको प्रयोग अस्थायी भण्डारणमा सीमित गर्दछ।
पोर्टेबल अनुप्रयोगहरूलाई सकेसम्म केही कम्पोनेन्टमा अनुकूलित प्रदर्शनको आवश्यक पर्दछ।
बहु मेमोरी प्रकारहरूको प्रयोगले असक्षमता निम्त्याउन सक्छ, कोड डिजाइन जटिल बनाउँछ र सामान्यतया अधिक ऊर्जा खपत गर्दछ।
एफ ‑ र्यामको दक्षता र विश्वसनीयताले एकल मेमोरी टेक्नोलोजीको लागि दुबै कोड र डाटा ह्यान्डल गर्न सम्भव बनाउँदछ।
यससँग उच्च फ्रिक्वेन्सी डाटा लगि support समर्थन गर्ने धीरज छ जबकि प्रणाली लागत कम गर्दै, सिस्टम क्षमता वृद्धि र प्रणाली जटिलता कम गर्दछ।
