基于NXP 32位MCU的医疗用多参数监护仪解决方案

　　多参数监护仪能为医学临床诊断提供重要的病人信息，可实时检测人体的心电信号、心率、血氧饱和度、血压、呼吸频率和体温等重要参数，实现对各参数的监督报警。信息存储和传输，是一种监护病人的重要设备，监护仪可实时、连续、长时间地监测病人的重要生命特征参数，具有很重要的临床使用参考价值，并可便携移动、车载使用，大大提高了使用率，为监护病人和抢救病人提供了第一手临床信息资料和多样的生命特征参数。

　　

　　随着经济不断发展，人民生活水平不断改善，医疗水平的不断提高，各种医疗体制和社会保障体系的逐渐健全，目前医院在临床监护意识和监护产品的选择上呈现较大提高，在监护仪的综合化、模块化、专业化、智能化以及信息网络化等方面的需求日益突出。由此，很多医疗卫生机构将逐步进行仪器设备的更新换代，对先进设备的技术要求也将不断提高，要求检测参数更多，显示内容更丰富，界面更漂亮，对数据进行更复杂的运算分析，设计紧凑，体积小巧，无线化，网络化，携带方便，既可用于病房，也可用于室外，可以定时、连续、长时间地检测病人的重要生命特征参数等等。

　　监护仪的市场潜力将十分巨大，而面对医疗器械市场快速增长的局面，各品牌之间的竞争日也趋激烈，成本压力日渐显现。

　　作为高性能混合信号 （HPMS： High Performance Mixed Signal） 创新技术的供应商，恩智浦半导体NXP Semiconductors N.V.在32位ARM微控制器各类应用市场中历年来一直处于领导者地位。

　　品佳集团作为NXP紧密的合作伙伴，结合监护仪等医疗产品对处理器要求的高性能，高集成度，高性价比的特点，依照产品性能定位、性价比要求，推出了基于ARM9、Cortex-M4、Cortex-M3产品的多款应用方案，能够满足高中低档监护仪、心电仪等相似产品应用，具有很高的性价比。

　　一、整机结构

　　该产品主要由计算机系统和各个采集模块构成，计算机系统包含了主控板、LCD显示屏，键盘输入，无线设备等等，采集模块则依不同的产品型号，功能特点添加不同的检测参数模块，如：心电信号、心率、血氧饱和度、血压、呼吸频率等等，结构框图如下：

　　

　　二、主控板原理框图

　　主控板与外部的互连包括电源输入和多路串口、TFT屏接口、模拟VGA接口、网络接口、模拟输出等。

　　

　　三、ARM9LPC3250

　　这款先进的MCU采用强大的ARM926EJ-S内核，VFP协处理器，高效的内部总线矩阵和大量的标准外设来实现超强的性能，LPC32x0系列采用90纳米工艺设计，特点是高性能，高集成度和低功耗，主要特点如下：

　　?208MHz， 32-bit ARM926EJ 处理器

　　?高达256KB SRAM和32KB I-cache / 32KB D-cache

　　?向量浮点协处理器（VFP），使性能提高5 倍左右，并减少代码，降低功耗

　　?带专用DMA 的10/100MEthernet MAC控制器

　　?10M/100MHz以太网、USB

　　?带触摸屏接口的10-bit A/D 转换器

　　?24位LCD控制器带有专用的DMA控制器，支持STN和TFT，可编程的显示分辨率高达1024×768。

　　?多达7个UART，均内置小数波特率发生器和64 byte FIFO

　　?TFBGA296封装

　　

　　四、Cortex-M4： LPC43xx

　　LPC4000 微控制器系列，主频高达150MHz，该系列产品是全球首次采用ARM® Cortex™-M4和Cortex-M0双核心架构的非对称数位讯号控制器。 LPC4000系列控制器为DSP和MCU应用开发提供了单一的架构和开发环境。利用双核心架构和恩智浦特有的可配置周边设备。 Cortex-M0子系统处理器可分担Cortex-M4处理器大量资料移动和I/O处理任务以减小Cortex-M4频宽占用，使得后者可全力处理数位讯号控制应用中的数位计算。非对称双核心架构降低了功耗、成本和系统复杂性，为开发者提供了单一芯片解决方案，让软体分区（partition）变得更简单。

　　

　　五、Cortex-M3： LPC18xx

　　作为业界最高性能的ARM® Cortex™-M3微控制器。LPC1800的低功耗优化设计使其在极低频率到150Mhz范围内最大发挥Flash或RAM的性能，并且和LPC4300系列pin2pin兼容，升级方便。

　　

　　六、Cortex-M3： LPC178x

　　主要特点：?

　　?120MHz， Cortex-M3处理器

　　?高达512K FKASH、96K RAM

　　?4 kB EEPROM

　　?32/16/8-bit 外部总线接口

　　?10M/100MHz以太网、FS-USB OTG

　　?带触摸屏接口的12-bit A/D 转换器、10-bit D/A

　　?24位LCD控制器带有专用的DMA控制器，支持STN和TFT，可编程的显示分辨率高达1024×768。

　　?多达5个UART，均内置小数波特率发生器和64 byte FIFO

　　?SD card interface

　　?最多可达165个 I/O 口

　　?产品可兼容LPC2478