Maxim可穿戴式医疗保健监视设备设计方案

传输允许数据传输到更大的显示屏或者远程数据采集设备上。低功耗蓝牙就是用于该目的的新兴标准。此外，NFC（近场通信）提供范围有限的无线连接，非常适合短内容传输，如配置信息和记录的数据检索。

Maxim MAX66242安全RFID标签可以验证用户身份，从而通过NFC只接受来自于已验证源的通信。

用户接口

可穿戴产品的用户界面会根据所需功能的变化而变化。低功耗设计至关重要，所以显示器尺寸要最小化。根据产品的不同，用户界面将包括1个单行LCD显示器与几个控制按钮。需要显示更多信息的产品会具有1个低功耗TFT显示器，很有可能包含触摸屏功能。

由于处理能力已变得如此便宜而又功能强大，所以许多可穿戴器件最终可能会具有语音命令接口。

主要元器件

健康测量微控制器MAX32600

MAX32600微控制器基于工作频率高达24MHz的行业标准ARM Cortex-M3 32位RISC CPU。它包含256KB闪存、32KB SRAM、1个2KB指令缓存和集成式高性能模拟外设。

MAX32600采用192焊球12mm&TImes;12mm CTBGA 120焊球7mm&TImes;7mm CTBGA和108焊球WLP封装。

除了Maxim提供免费的工具，MAX32600还支持IAR的嵌入式Workbench。IAR嵌入式Workbench在1个IDE内整合了1个编译器、1个汇编程序、1个连接器和1个调试器。它简便易用，提供了先进、高效率优化功能，与硬件、RTOS产品和中间件高度集成。面向ARM的IAR嵌入式Workbench提供几种版本，包括专门用于ARM Cortex-M内核系列的产品套装。

MAX32600主要特性

集成式AFE能够以最少的分立器件实现精密健康测量

具有输入多路复用器和PGA的16位ADC

转换率：高达500ksps

具有1、2、4和8增益与旁路模式的PGA

差分8：1或单端16：1输入多路复用器

用于测量VDDA3的内部多路复用器输入

内部或外部参考电压

用于ADC和DAC的可编程缓冲器

两个12位DAC和2个8位DAC

四个运算放大器

四个低功耗比较器

四个通用SPST模拟开关

四个接地开关

八个100毫安LED驱动器对（吸收器）

内部温度传感器

利用可信保护单元保护宝贵的知识产权和数据

面向端对端安全的可信保护单元

AES硬件引擎

面向ECDSA和RSA的µMAA

硬件PRNG

用于安全密钥存储的快速擦除SRAM

业界最低的总系统功率延长了电池寿命

175µA/MHz有效功率，从缓存执行代码

低功耗模式0（LP0）电流：低于1.0µA

多种电源管理模式，可优化功耗

外设时钟控制

6通道DMA引擎支持在Micro处于睡眠模式时进行智能外设操作

MAX32600应用

血糖测量

皮肤电反应测量

脉搏血氧测量

可穿戴医疗器械

32位ARM健康传感器AFE

图2 MAX32600功能框图

超低功耗立体声音频codec MAX98091

MAX98091是一款全面集成的音频编解码器，其性能高、功耗超低、尺寸小，是便携式应用的理想之选。

该器件采用高度灵活的输入方案，具有六个输入引脚，可配置为模拟或数字麦克风输入、差分或单端线路输入或者满标直接差分输入。模拟输入可发送给录制路径ADC或者任何模拟输出混频器。

该器件接受的主时钟频率为256&TImes;FS或10MHz~60MHz。数字音频接口支持主或从模式操作、8kHz~96kHz的采样率和标准PCM格式，例如I²S、左/右对齐和TDM。

录制/回放路径采用FlexSound技术DSP。这包括数字增益和滤波、双二阶滤波器（录制）、动态范围控制（回放）和七频段参数均衡器（回放），可以通过优化频率响应来提升扬声器性能。

立体声D类扬声器放大器可高效放大，具有低辐射发射，支持无滤波操作，可以驱动4Ω和8Ω负载。DirectDrive立体声H类耳机放大器提供了接地参考输出，从而省去了大容量隔直流电容。该器件还包含1个差分接收器（耳机）放大器，它可以重新配置成一个立体声单端线路输出。

图3 MAX98091简化框图

MAX98091主要特性

102分贝DR立体声DAC

立体声回放功耗：4.1mW

99分贝DR立体声ADC

立体声录制功耗：4.5mW

3个立体声单端/差分模拟麦克风/线路输入

两个PDM数字麦克风输入

主时钟频率：256&TImes;FS或10MHz~60MHz

I2S/LJ/RJ/TDM数字音频接口

FLEXSOUND技术信号处理

录制路径双二阶滤波器

回放路径7频段参数均衡器

回放路径自动电平控制

数字滤波和增益/电平控制

立体声低EMI D类扬声器放大器

3.2W/通道（RL=4Ω，VSPKVDD=5V）

1.8W/通道（RL=8Ω，VSPKVDD=5V）

立体声DirectDrive H类耳机放大器插孔检测和识别

差分接收器放大器/立体声线路输出

大量噪声抑制电路

RF抗