用于中国消费类医疗设备的先进半导体方案

        　　近年来，医疗半导体市场已经成为增长最迅速的半导体市场领域之一。根据市场研究机构Databeans 2010年关于医疗半导体的预计，2010年至2015年间的年复合增长率(CAGR)将达9.4%。这其中，由于家庭保健趋势及人们对健康、保健设备兴趣增加，消费者健康医疗分类市场开始以较快的速度增长。作为应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供货商，安森美半导体提供宽广阵容的医疗应用产品，帮助创新型医疗电子产品实现更高的集成度、小型化、高能效、易用性、便携性和耐久性，配合中国医疗设备趋势的发展。
中国医疗设备及医疗半导体趋势
　　多种因素将综合推动中国医疗设备市场增长：首先是人口老龄化，到2030年，中国60岁以上人口所占百分比将从2010年的12.3％增加至24.4％，到2050年更估计增加到33.9%；而且人们的预期寿命将更长，心脏病、糖尿病、哮喘的发病率增高；还有中产阶级群体扩大，以及医疗支出增多、健康保险改革等等。
　　而从医疗设备来看，中国本土的医疗设备研发增多，且本土制造商极力提供成本低于外国竞争者的产品。面向中国市场的医疗设备也在不断追求提高可靠性、准确度和精密度、易用性及便携性。相应地，用于医疗设备的医疗半导体正走向更高集成度、小型化、高能效，也使消费类健康设备转向采用标准元器件。
安森美半导体用于消费者健康医疗设备的半导体方案
　　半导体技术在医疗设备创新领域发挥重要作用。安森美半导体拥有深刻理解医疗市场质量、可靠性及长久性要求的资深工程团队，并具有全球制造及物流能力，以高性能的硅方案帮助医疗设备开发人员解决他们独特的设计挑战。
　　安森美半导体的医疗半导体产品涵盖植体及临床保健、消费者健康和听力健康等关键医疗分类市场。本文重点围绕消费者健康应用，探讨安森美半导体的高精度、高可靠性及低能耗方案。
　　1) 用于血糖仪等便携式医疗设备的Q32M210 32位混合信号MCU方案
　　关于中国糖尿病现状的案例研究表明，由于生活方式及饮食结构变化、西式饮食模式影响、缺少运动，以及农业国家转向工业化国家的进程、更多写字楼工作岗位等，也使中国的糖尿病呈上升趋势。更多人需要用血糖仪自己进行监测，以便作变化趋势分析及与医生沟通，推动了血糖仪(BGM)的使用和销售。
　　安森美半导体提供应用于血糖仪等便携检测设备的精密混合信号微控制器(MCU) Q32M210。这个器件是专为高精度设计的模拟前端，其关键优势是采用16位低噪声模数转换器(ADC)、业界标准ARM? Cortex?-M3处理器；低泄漏电流及低动态功率可实现超低能耗工作(待机电流


       
　　从图3中可以看到，绿色部分是安森美半导体提供的器件。其系统级封装(SiP)简化了微型助听器的组装过程，适合所有助听器类型助听器。
　　


图3：助听器框图

    安森美半导体为无线助听器应用提供预配置的DSP系统，包括Ayre SA3291混合模块及AYRE中转器参考设计等。这些预配置DSP系统提供多种混合选择及功能包，支持所有助听器产品类型，非常适合于要求极少编程配置、要求即可应用的助听器制造商。
　　其中，安森美半导体的Ayre SA3291混合模块采用完整特性的助听器算法套件、预配置听觉处理器和NFMI高带宽集成双工无线电，天线是唯一需要的外部元器件，并可同步左耳及右耳参数。而安森美半导体的Ayre中转器参考设计支持立体声音频流、持蓝牙、音量控制和程序选择。
　　安森美半导体的助听器数字信号处理软件具有几个明显的特性，如宽动态范围压缩，可柔和放大声音，且不会使增大的声音令人不适，可针对个体的听力减退情况提供个性化定制；反馈消除器可消除由反馈产生的部分助听器输出信号，并通过相位消除来自适应地消除；自适应方向可自动适配极性模式，根据噪声位置调节；利用环境分类持续分析声音环境，自动调节助听器将舒适度和可听性提升至最高。


图4：无线助听器应用示意图

　　为方便工程师设计，安森美半导体还提供软件开发工具(网上工具)，帮助选择及配置算法，创建定制助听器；对电声特性建模、测试算法、微调等。如果客户开发验配软件，可提供接口通信库文件；如果客户没有验配软件，可提供验配软件的定制化。硬件开发工具包括DSP编程器和开发板。
　　除了预配置DSP方案，安森美半导体还为助听器应用提供Ezairo? 5900系列开放可编程的DSP系统。此DSP系统提供可高度定制的混合功能配置选择，非常适合于开发自有创新算法或应用第三方供应商提供的全定制算法的助听器制造商。
结论
　　为满足家庭保健及人们对健康、保健设备兴趣增高的需求，安森美半导体针对中国市场为医疗应用提供了多种半导体解决方案，包括用于血糖仪等便携感测设备的高性能、高精度、高可靠性的Q32M210 32位混合信号微控制器,用于助听器的预配置DSP及公开可编程DSP系统，帮助中国医疗电子产品制造商开发创新的高精度、高可靠性及低能耗医疗设备。同时，安森美半导体还提供配套软、硬件开发工具，协助客户实现芯片产品以外2次性开发，还有应用工程师团队为客户体供现场支持，帮助他们缩短设计周期，加快产品上市。