1-сурет: Жетілдірілген функционалды қолдау үшін сыртқы жадты пайдаланып, медициналық ынталандыру құрылғысының блок-схемасы
Жүйе сәулетшілерінің бірінші сынағы - чиптің (SoC) немесе микроконтроллердегі дұрыс жүйені анықтау және жүйенің жүрегі ретінде. Бұл жалпы жүйенің энергетикалық бюджетін бір уақытта азайту кезінде қажетті өнімділікті қамтамасыз етуге қабілетті болуы керек.
Сыртқы естеліктер, сенсорлар және телеметрия интерфейстері сияқты перифериялық құрылғылар SCH / Microcontroller жұмысымен салыстыру керек, сонымен қатар ықшам формалы фактор мен тиімді қуат тұтынуды қолдайды.
Жад таңдауы
Таңдалған құрылғы жалпы естеліктер, жарқыл және SRAM екі түрін біріктіреді.
Flash - бұл баяу жазу, жан-жақты емес жад, ол жазылған циклдардың шектеулі санын қолдайды. Ол бағдарлама коды, жүйелік ақпарат және / немесе өңделген пайдаланушы деректер журналдары сияқты тұрақты немесе баяу өзгертілетін мәліметтерді ұстау үшін қолданылады.
SRAM - бұл тез қол жетімді, құбылмалы жад, ол шексіз жазу циклінің төзімділігін қамтамасыз етеді. Ол уақытша жұмыс уақытының уақытша деректерін сақтау үшін қолданылады.
Жүйелік күрделілік жоғарылаған сайын, бірнеше математикалық функциялар мен алгоритмдер үшін кодтың күрделілігі соншалықты күрделене түседі. Чиптегі ішкі жадтың сыйымдылығы жеткіліксіз болуы мүмкін. Портативті медициналық жүйелер көбінесе сыртқы жадымен ішкі жадты көбейтуді қажет ететін қосымша сақтау қажет (1-сурет).
Қуаттың төмен сыртқы жадын жедел жадты жедел жадты, әдетте, әдетте белсенді және күту режимі бар SRAM қолдануға болады. Ұшпайтын сақтау параметрлері Flash, EEPROM, MRAM және F-RAM кіреді.
Сериялық флэш-жад тұрақты емес бағдарлама және деректерді сақтау үшін пайдаланылады, өйткені оның құны және жоғары тығыздықтың қол жетімділігі. Алайда, бұл энергияны тұтынудың жоғары шығыны бар, бұл батареяны негізіндегі құрылғылардың пайдалану мерзімін қысқартады.
Кейбір қолданбалар жадтың бір бөлігін EEPROM-мен алмастырады, бірақ бұл әлі де батареяға сай емес, әсіресе, операциялар EEPROM-ға кең жазылған кезде. Сондай-ақ, ол сонымен қатар қолданбалы код дизайнын қиындатады.
Магнито-резистивті қошқар (MRAM) ЖОҚ ЖАЗЫЛУЫҢЫЗДЫ ЖОҚ. Оның кемшілігі, дегенмен, ол өте жоғары белсенді және күту режиміндегі токтарды тұтынады және сақталған деректерді бүлдіретін магнит өрістеріне сезімтал болып табылады. Бұл сипаттамалар, сондықтан оны қолданатын медициналық құрылғыларда жарамсыз етеді.
Ферроэлектрлік жедел жад (F-RAM), портативті медициналық құрылғыларда бірнеше негізгі артықшылықтарға ие және ол жоғары жазылған төзімділікке ие.
Медициналық асқынулар
2-сурет: тұрақты емес жад технологиялары үшін 4MB (мкж) үшін энергияны үнемдеу
EEPROM және FLASH-дің шектеулі төзімділігі үнемі жаңартылып отыратын мәліметтер журналын сақтау керек медициналық құрылғылар үшін ықтимал мәселелерді тудырады. Flash 1e + 5 тапсырысына төзімділікке ие және EEPROM - 1E + 6. F-RAM жазу циклінің төзімділігі - 1E + 14 (немесе 100 триллион). Бұл құрылғыларға кешенді габаритті алгоритмдер мен қосымша сыйымдылықты болдырмай көп деректерді тіркей алады (3-сурет).
Екінші артықшылығы - F-RAM-дің ішкі сәулеті экономикалық немесе EEPROM сақтау құрылғыларынан гөрі төменгі белсенді энергияны тұтынады (2-сурет).
Мысалы, Cypress қолдау күту режимінен Excelon F-Rams, қатты қуат түсіп, күту режимдерінің жұмыс істемеу режимдері. Оларды қолданбаны қолдану қолданбаны іске асыру қуатты тұтынуды төменгі екі тапсырыспен төмендетеді, бұл төменгі белсенді қуат режимімен үйлеседі.
3-сурет: жанар-жағармай циклын тұрақты емес жад технологиялары үшін салыстыру
EEPROM және FLASH қосымша параққа арналған қосымша бағдарлама / парақты жазуды қажет етеді, осылайша жүйенің белсенді уақытын көбейту. F-RAM-дің тікелей өзгергіштігі аккумулятормен жұмыс істеп тұрған жүйелерге электр желісіне толығымен сөндіруге және жүйені жылдам және белсенді ағымды азайтуға мүмкіндік береді.
Бұл сонымен қатар, электр қуаты ақаулық кезінде деректер тәуекелге баратын нақты мерзімдерге сенімділікті арттырады. F-RAM жасушалары сонымен қатар радиацияның әртүрлі түрлеріне, оның ішінде рентгенге және гамма сәулеленуіне өте төзімді және жазылған деректерді қорғауға, магнит өрістеріне иммунитетке ие.
Кейбір F-RAM құрылғылары, мысалы, Excelon LP сияқты, әрбір 64 биттік, деректерді анықтауға және түзетуге, әрбір 64 биттік, деректерді анықтауға және түзетуге мүмкіндік береді, бұл жүйелік деректер журналының дұрыстығының дұрыстығын арттырады. F-RAM сонымен қатар, батареяның шамадан тыс төгілуіне жол бермеу үшін бақыланатын ең жоғары ток (яғни, 1,5 мА-ден аз, яғни ағымдық бақылауды) қолдайды.
F-ram қаптамада орналастырылуы мүмкін, бұл бос орынды. Мысалы, Excelon LP компаниясы 8 Мбит ұсынады және сегіз істікшелі стандартты және сегіз түйреуіш стандартында, SPI SPI I / O және 108MHZ QSPI (Quad-SPI) I / O сыйымдылығымен сегіз істікшелі стандартты және миниатюралар бар.
F-Ram-дің шексіз төзімділігі, лезде құбылмалылық және төмен қуат тұтыну Жүйелік дизайнерлерге Ram және ROM негізіндегі деректерді де, функцияларды бір жадта біріктіруге мүмкіндік береді.
ROM негізіндегі технологиялар, соның ішінде маска-ром, OTP-EPROM, Norh-eProm, Nor-Flash, ұшпа емес және колональды емес бағдарламаларға бағытталған.
NAND-Flash және EEPROM да қанық емес деректер жады ретінде қызмет ете алады. Мұның бәрі кейбір ымыраға келуді қажет етеді, өйткені олар балама естеліктермен салыстырғанда кодтар мен деректерді сақтауды жүзеге асырады.
Бұл технологиялар төменгі құнға бағытталған, бұл пайдалануды және / немесе өнімділікті үйренуді қажет етеді.
RAM негізіндегі технологиялар деректер жады ретінде қызмет етеді, сонымен қатар Flash-тен аяқталған кезде кодты орындау үшін жұмыс орны ретінде қызмет етеді. Жад жады код пен деректердің функционалды үйлесімділігін қамтамасыз етеді, бірақ оның құбылмалы табиғаты уақытша сақтауға мүмкіндік береді.
Портативті қосымшалар мүмкіндігінше аз компоненттерде оңтайландырылған өнімділікті қажет етеді.
Бірнеше жад түрлерін пайдалану тиімсіздерге әкелуі мүмкін, код дизайнымен күреседі және әдетте көп энергияны жұмсайды.
F-RAM тиімділігі мен сенімділігі бір жад технологиясына код пен деректерді өңдеуге мүмкіндік береді.
Бұл жүйенің құнын төмендету, жүйенің тиімділігін арттыру және жүйелік күрделілікті азайту кезінде жоғары жиілікті деректерді тіркеуді қолдауға төзімділігі бар.
