價格(ge)合理(li)的(de)先進個(ge)人醫(yi)(yi)(yi)療(liao)(liao)設備(bei)(bei)的(de)大量涌現(xian)，正在改變著整個(ge)保健行業，消費者可以在家(jia)中(zhong)或旅途中(zhong)監測(ce)自身的(de)生命(ming)體征(zheng)和其他關鍵指標，而(er)無需(xu)勞命(ming)傷財地親(qin)自到醫(yi)(yi)(yi)院看病。根(gen)據Gartner公司的(de)調查，便攜式消費類醫(yi)(yi)(yi)療(liao)(liao)設備(bei)(bei)，如(ru)血糖(tang)檢測(ce)儀、血壓(ya)計、胰島(dao)素泵和心(xin)率檢測(ce)器等是醫(yi)(yi)(yi)療(liao)(liao)設備(bei)(bei)市場中(zhong)增長最(zui)快的(de)部分。Databeans公司最(zui)近所做的(de)一項醫(yi)(yi)(yi)療(liao)(liao)半導體報(bao)告也指出，未來五年(nian)家(jia)用醫(yi)(yi)(yi)療(liao)(liao)設備(bei)(bei)市場將有(you)9%的(de)增長（復合年(nian)增長率，CAGR）。

　　個(ge)(ge)人(ren)(ren)醫療設備(bei)市場(chang)的(de)(de)迅速增長源于多種因素：老年人(ren)(ren)需要經常性(xing)地(di)(di)進(jin)行健康體檢、傳統醫療服(fu)務費用(yong)高昂(ang)、消費者逐漸意(yi)識到保健設備(bei)的(de)(de)益(yi)處(chu)、個(ge)(ge)人(ren)(ren)醫療設備(bei)可以方便地(di)(di)在網上或零售店里買到、半導體技術的(de)(de)不(bu)斷進(jin)步，使得這些消費類保健設備(bei)日益(yi)成熟、簡單易用(yong)，且(qie)價格合(he)理。

　　消(xiao)費類產(chan)品一般易受價格因(yin)素(su)影響，而且消(xiao)費類便攜式醫療設備要(yao)想在市場上(shang)取得成(cheng)功，還需要(yao)滿足更嚴格的(de)要(yao)求。最重要(yao)的(de)是，這些(xie)產(chan)品必須非常可(ke)靠(kao)和精(jing)確，以防(fang)出現(xian)健康問題。這些(xie)要(yao)求受到政府機構的(de)監管(guan)，如(ru)美國(guo)食(shi)品藥品管(guan)理局（FDA）。

　　為(wei)了在(zai)競(jing)爭日益激烈的家(jia)用醫(yi)療市場中(zhong)獲(huo)得成(cheng)功，便攜(xie)式(shi)醫(yi)療設備應具(ju)有(you)以下特(te)點：

　　簡單(dan)易用；高可靠性(xing)和安全性(xing)（受政(zheng)府監(jian)管）；簡單(dan)、安全的連接；低(di)功耗(hao)工作（即電(dian)(dian)(dian)池續航時間長）；支持更寬的電(dian)(dian)(dian)壓范圍（特別是較低(di)電(dian)(dian)(dian)壓）；測量精度高；外(wai)形尺寸小；價格合理。

　　為(wei)了實現這些產品特(te)性(xing)，并以實惠的(de)(de)價格(ge)提供給消(xiao)費者，醫療(liao)設(she)(she)備開(kai)發(fa)人員(yuan)必須降低(di)系統成(cheng)(cheng)本，限制設(she)(she)計中(zhong)使用分立(li)元器件的(de)(de)數(shu)量。半(ban)導體(ti)供應商也肩負著開(kai)發(fa)高(gao)(gao)集(ji)成(cheng)(cheng)度(du)嵌入式控制解決(jue)方(fang)案的(de)(de)職(zhi)責，在嚴格(ge)的(de)(de)功耗和成(cheng)(cheng)本控制條件下，解決(jue)方(fang)案應具有較高(gao)(gao)的(de)(de)性(xing)能和可靠性(xing)。便攜式設(she)(she)備設(she)(she)計的(de)(de)核心(xin)是能以最(zui)低(di)的(de)(de)電流提供卓越(yue)處理性(xing)能的(de)(de)高(gao)(gao)集(ji)成(cheng)(cheng)度(du)混合信號微控制器（MCU）。

　　簡單易(yi)用(yong)是所有(you)便攜式醫療設(she)備(bei)的(de)(de)(de)基本(ben)要求(qiu)，因為它可以減少(shao)由于錯誤操作(zuo)而引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)測量錯誤。這種設(she)備(bei)應當需要最少(shao)的(de)(de)(de)交(jiao)互操作(zuo)，簡單的(de)(de)(de)用(yong)戶輸入(ru)（如，較少(shao)按鍵和(he)較簡單的(de)(de)(de)軟件(jian)菜單）以及尺寸較大且易(yi)于觀察的(de)(de)(de)顯示屏（例如，具有(you)背光的(de)(de)(de)較大尺寸液晶顯示屏）。為了支持這些特性(xing)，MCU必(bi)須(xu)提供(gong)現場可編程(cheng)的(de)(de)(de)非易(yi)失性(xing)存儲(chu)器(qi)（通常(chang)是系統內可編程(cheng)閃(shan)存），以及靈活(huo)的(de)(de)(de)能充分利用(yong)有(you)限(xian)引(yin)腳數的(de)(de)(de)I/O配置(zhi)。

　　當前，許(xu)多便(bian)攜式(shi)醫療(liao)(liao)設備只能(neng)顯(xian)示(shi)健康(kang)檢測結果(guo)，將解(jie)釋和(he)(he)記錄留給終端(duan)用戶和(he)(he)他們的(de)醫生，而新型(xing)設備還具有連接簡便(bian)、自動記錄和(he)(he)傳輸檢測結果(guo)的(de)特性(xing)。通常情況(kuang)下，這些更先進(jin)的(de)便(bian)攜式(shi)醫療(liao)(liao)設備被連接到裝(zhuang)有可跟(gen)蹤結果(guo)的(de)軟件的(de)個人(ren)電(dian)腦(nao)或(huo)醫療(liao)(liao)設備，或(huo)者通過無線(xian)方(fang)式(shi)安(an)全地傳輸信息(xi)給醫務人(ren)員(yuan)、護理(li)人(ren)員(yuan)或(huo)基于(yu)Web的(de)應用，這種(zhong)做法(fa)被稱(cheng)為遠程醫療(liao)(liao)。

　　如(ru)圖1所示(shi)，醫療(liao)設(she)(she)備市場采(cai)用(yong)了優(you)化的(de)USB設(she)(she)備標準，即個人醫療(liao)保健設(she)(she)備類（PHDC）標準，無處不(bu)在的(de)USB接(jie)(jie)口使得數據和信息(xi)傳(chuan)輸(shu)標準化，從而(er)無需關心(xin)設(she)(she)備來自哪家(jia)制造(zao)商(shang)。將來，簡(jian)(jian)單而(er)可靠的(de)無線連(lian)接(jie)(jie)將使得數據傳(chuan)輸(shu)更加簡(jian)(jian)便(bian)。因此，MCU需要提供多(duo)種集(ji)成(cheng)連(lian)接(jie)(jie)接(jie)(jie)口的(de)方法，比如(ru)集(ji)成(cheng)精(jing)密振蕩器的(de)USB控制器。

　　RF發(fa)射器和與(yu)MCU協同(tong)工(gong)作可以為(wei)遠程(cheng)醫(yi)療應(ying)用提供無(wu)線(xian)連接。此外，無(wu)線(xian)MCU（在同(tong)一封(feng)裝(zhuang)內整合低功(gong)耗MCU內核與(yu)高(gao)性(xing)能RF收發(fa)器的(de)(de)高(gao)集(ji)成(cheng)度設備）也得(de)以廣泛使用。例如，Silicon Labs的(de)(de)Si10xx無(wu)線(xian)MCU系列產品，滿足了電池(chi)供電便攜式(shi)醫(yi)療設備對超低功(gong)耗工(gong)作的(de)(de)要求，同(tong)時，集(ji)成(cheng)的(de)(de)Sub-GHz頻(pin)段的(de)(de)收發(fa)器可提供更寬的(de)(de)工(gong)作范(fan)圍和出色的(de)(de)RF靈敏度。

　　無論采用何種連(lian)接方法或系(xi)統(tong)構架(jia)，通信(xin)協議棧都(dou)需要MCU有(you)更多的代碼空間。因(yin)此，對小尺寸設備的存儲空間的需求將會(hui)逐漸增長。

　　雖然(ran)選擇高性(xing)能、低功耗MCU和通信方式是重要的(de)，但所有醫(yi)療設(she)備也會測量(liang)一些(xie)(xie)物理參數(shu)，用(yong)于(yu)量(liang)化(hua)個人健康方面的(de)某些(xie)(xie)指標（如血(xue)(xue)壓或含氧水平）。這(zhe)需要能夠感應和測量(liang)光強(qiang)（用(yong)于(yu)測量(liang)血(xue)(xue)氧）、傳導(dao)（用(yong)于(yu)測量(liang)血(xue)(xue)糖）、壓力（用(yong)于(yu)測量(liang)血(xue)(xue)壓）和溫(wen)度，這(zhe)些(xie)(xie)測量(liang)必須具有高精度和一致性(xing)。在保(bao)健設(she)備市場上，測量(liang)來(lai)不得半(ban)點錯誤(wu)。

　　在(zai)數(shu)字(zi)處理器(qi)(qi)存在(zai)噪聲和(he)通(tong)(tong)信(xin)(xin)(xin)信(xin)(xin)(xin)號(hao)空間狹小(xiao)的環境下(xia)(xia)，混合信(xin)(xin)(xin)號(hao)MCU必(bi)須(xu)能(neng)(neng)夠保證良(liang)好的模(mo)擬電壓測(ce)(ce)量(liang)結(jie)(jie)果(guo)(guo)(guo)。這是(shi)半導體供應(ying)商所(suo)(suo)面臨的最具(ju)挑戰性的設(she)計(ji)問題之一（特別是(shi)在(zai)需要為提(ti)供低(di)(di)電池電壓的情況下(xia)(xia)），而且這些規格還要通(tong)(tong)過產品工程師的嚴格審查。測(ce)(ce)量(liang)時(shi)必(bi)須(xu)滿(man)足(zu)低(di)(di)噪聲、低(di)(di)失(shi)真(zhen)（良(liang)好的信(xin)(xin)(xin)噪比和(he)失(shi)真(zhen)率）和(he)高線性度要求。即使MCU處于運(yun)行(xing)狀態，也(ye)必(bi)須(xu)保證模(mo)數(shu)轉換器(qi)(qi)（ADC）的運(yun)行(xing)，當終端用(yong)戶想在(zai)測(ce)(ce)量(liang)期間獲得測(ce)(ce)量(liang)數(shu)據時(shi)，MCU也(ye)應(ying)當實時(shi)地獲取(qu)測(ce)(ce)量(liang)結(jie)(jie)果(guo)(guo)(guo)。此外，即使在(zai)最低(di)(di)電池電壓下(xia)(xia)，所(suo)(suo)有(you)芯片功能(neng)(neng)也(ye)應(ying)正常(chang)運(yun)行(xing)。如果(guo)(guo)(guo)不能(neng)(neng)在(zai)整個(ge)電池續(xu)航期間進(jin)行(xing)測(ce)(ce)量(liang)，那(nei)么MCU還有(you)什(shen)么優勢可言(yan)呢？總之，MCU供應(ying)商必(bi)須(xu)集成(cheng)精(jing)密(mi)的模(mo)擬測(ce)(ce)量(liang)。

　　價格合理(li)的(de)(de)(de)先進個(ge)人醫(yi)(yi)療(liao)設(she)備的(de)(de)(de)大量涌(yong)現，正(zheng)在改變著(zhu)整個(ge)保健行業，消(xiao)費者(zhe)可以在家(jia)中(zhong)或(huo)旅途中(zhong)監測(ce)自身的(de)(de)(de)生命(ming)體(ti)征和其他(ta)關鍵指(zhi)標，而無(wu)需勞(lao)命(ming)傷(shang)財地親自到醫(yi)(yi)院(yuan)看病。根(gen)據Gartner公司的(de)(de)(de)調查，便攜式(shi)消(xiao)費類醫(yi)(yi)療(liao)設(she)備，如(ru)血糖檢測(ce)儀、血壓計、胰島素泵和心(xin)率(lv)檢測(ce)器(qi)等(deng)是醫(yi)(yi)療(liao)設(she)備市(shi)場中(zhong)增長最快的(de)(de)(de)部分。Databeans公司最近(jin)所做的(de)(de)(de)一(yi)項醫(yi)(yi)療(liao)半導(dao)體(ti)報告(gao)也指(zhi)出，未來(lai)五年家(jia)用醫(yi)(yi)療(liao)設(she)備市(shi)場將有9%的(de)(de)(de)增長（復合年增長率(lv)，CAGR）。

　　個人(ren)醫(yi)療(liao)設(she)備市場的迅速增(zeng)長(chang)源于多種因素：老(lao)年人(ren)需要經常性地(di)進(jin)行健康體檢(jian)、傳統醫(yi)療(liao)服務(wu)費用(yong)高昂(ang)、消費者逐漸意(yi)識到保(bao)健設(she)備的益處、個人(ren)醫(yi)療(liao)設(she)備可以方便地(di)在網上或(huo)零售店里(li)買到、半導體技術(shu)的不斷進(jin)步，使得這些消費類保(bao)健設(she)備日(ri)益成熟、簡單(dan)易用(yong)，且價格(ge)合理。

　　消(xiao)費類產(chan)品(pin)一(yi)般易受(shou)價格因素影(ying)響(xiang)，而且消(xiao)費類便攜式(shi)醫(yi)療設備要想在(zai)市(shi)場上取得成功，還需(xu)要滿足更嚴格的要求。最重要的是，這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)必須非(fei)常可靠和精確，以防出現健(jian)康問題。這(zhe)些(xie)要求受(shou)到政(zheng)府(fu)機構的監管，如(ru)美(mei)國食品(pin)藥(yao)品(pin)管理局（FDA）。

　　為了在競爭日益激烈(lie)的(de)家用醫療市場(chang)中獲得成功(gong)，便攜式(shi)醫療設備(bei)應具有以下(xia)特(te)點：

　　簡(jian)單(dan)易用(yong)；高(gao)可靠性(xing)和安(an)全(quan)性(xing)（受政府監管(guan)）；簡(jian)單(dan)、安(an)全(quan)的(de)連接；低功耗工作（即電池續航(hang)時(shi)間長）；支持更寬的(de)電壓范圍（特別(bie)是(shi)較低電壓）；測量精度(du)高(gao)；外形(xing)尺(chi)寸(cun)小(xiao)；價(jia)格(ge)合理。

　　為了實現這些產品特性，并(bing)以實惠的價(jia)格提(ti)供給消費(fei)者，醫療設(she)備(bei)開發人員必須降低(di)系統成(cheng)本，限制設(she)計中使(shi)用分立元器件的數量(liang)。半導(dao)體供應(ying)商(shang)也(ye)肩(jian)負著開發高集成(cheng)度嵌(qian)入式控(kong)(kong)制解決方(fang)(fang)案的職(zhi)責(ze)，在嚴(yan)格的功耗和成(cheng)本控(kong)(kong)制條件下，解決方(fang)(fang)案應(ying)具有較(jiao)高的性能和可靠性。便攜式設(she)備(bei)設(she)計的核心(xin)是能以最低(di)的電源電流提(ti)供卓(zhuo)越(yue)處理性能的高集成(cheng)度混合信號(hao)微控(kong)(kong)制器（MCU）。

　　簡單易(yi)用(yong)是所有便攜(xie)式醫療設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)基本要求，因(yin)為(wei)(wei)它可(ke)以(yi)減(jian)少由于錯誤操作而引起的(de)(de)測量錯誤。這種設(she)備(bei)(bei)應(ying)當需(xu)要最少的(de)(de)交(jiao)互(hu)操作，簡單的(de)(de)用(yong)戶輸(shu)入（如(ru)，較(jiao)(jiao)(jiao)少按鍵和較(jiao)(jiao)(jiao)簡單的(de)(de)軟(ruan)件(jian)菜單）以(yi)及尺(chi)寸(cun)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)且易(yi)于觀察的(de)(de)顯示屏(ping)（例如(ru)，具有背(bei)光的(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)大(da)尺(chi)寸(cun)液(ye)晶(jing)顯示屏(ping)）。為(wei)(wei)了支持(chi)這些特性(xing)，MCU必須提供現(xian)場可(ke)編程(cheng)的(de)(de)非易(yi)失性(xing)（通常是系統內可(ke)編程(cheng)閃(shan)存(cun)），以(yi)及靈(ling)活的(de)(de)能(neng)充分利用(yong)有限引腳數的(de)(de)I/O配置。

　　當前(qian)，許多便攜(xie)(xie)式醫(yi)(yi)療設(she)(she)備只(zhi)能(neng)顯示健康檢(jian)測(ce)結(jie)果，將解釋和(he)記(ji)(ji)錄留給終端用戶和(he)他們的(de)醫(yi)(yi)生，而新型設(she)(she)備還具(ju)有連接簡便、自動記(ji)(ji)錄和(he)傳輸(shu)檢(jian)測(ce)結(jie)果的(de)特性。通常情況下，這(zhe)(zhe)些更先進的(de)便攜(xie)(xie)式醫(yi)(yi)療設(she)(she)備被(bei)連接到裝有可跟蹤結(jie)果的(de)軟件(jian)的(de)個人(ren)(ren)電腦或移動醫(yi)(yi)療設(she)(she)備，或者通過無線方式安全(quan)地傳輸(shu)信(xin)息給醫(yi)(yi)務人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)、護理(li)人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)或基于Web的(de)應用，這(zhe)(zhe)種做法被(bei)稱(cheng)為遠程(cheng)醫(yi)(yi)療。

　　如(ru)圖1所(suo)示，醫(yi)(yi)療設(she)(she)備(bei)(bei)市場采用了優化(hua)的設(she)(she)備(bei)(bei)標準，即個人醫(yi)(yi)療保健設(she)(she)備(bei)(bei)類（PHDC）標準，無處不(bu)在的USB接(jie)口(kou)使(shi)得數(shu)據和信(xin)息傳(chuan)輸(shu)標準化(hua)，從而(er)無需關心設(she)(she)備(bei)(bei)來(lai)自哪家制造(zao)商(shang)。將來(lai)，簡(jian)單而(er)可(ke)靠的無線連接(jie)將使(shi)得數(shu)據傳(chuan)輸(shu)更加簡(jian)便(bian)。因此，MCU需要提供多(duo)種(zhong)集(ji)成連接(jie)接(jie)口(kou)的方法，比如(ru)集(ji)成精(jing)密振蕩器(qi)的USB控制器(qi)。

　　RF發(fa)射器(qi)(qi)和(he)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)與(yu)MCU協同工(gong)作可以為遠程醫(yi)(yi)療(liao)應(ying)用提供無(wu)(wu)線連接。此外，無(wu)(wu)線MCU（在同一封(feng)裝內(nei)整合低功耗MCU內(nei)核與(yu)高(gao)(gao)性能(neng)RF收(shou)發(fa)器(qi)(qi)的(de)高(gao)(gao)集成(cheng)度設(she)備(bei)）也(ye)得以廣泛使用。例如，Silicon Labs的(de)Si10xx無(wu)(wu)線MCU系列產品，滿足了電池供電便攜式醫(yi)(yi)療(liao)設(she)備(bei)對超(chao)低功耗工(gong)作的(de)要求，同時，集成(cheng)的(de)Sub-GHz頻段的(de)收(shou)發(fa)器(qi)(qi)可提供更寬(kuan)的(de)工(gong)作范圍和(he)出色的(de)RF靈敏(min)度。

　　無(wu)論采用何種連接(jie)方法或系(xi)統構(gou)架(jia)，通(tong)信協議棧都需要MCU有更多的代碼(ma)空(kong)間(jian)(jian)。因此(ci)，對小尺寸設備的存儲空(kong)間(jian)(jian)的需求將會逐漸增長。

　　雖然選擇高性能、低功耗MCU和通(tong)信方式是重要(yao)的，但所有醫(yi)療設備也會測(ce)(ce)(ce)量(liang)一(yi)些(xie)物理參數(shu)，用(yong)(yong)于(yu)(yu)量(liang)化(hua)個人健(jian)康方面的某些(xie)指標（如血壓或(huo)含(han)氧水平(ping)）。這(zhe)需要(yao)能夠感(gan)應和測(ce)(ce)(ce)量(liang)光強（用(yong)(yong)于(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)血氧）、傳(chuan)導（用(yong)(yong)于(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)血糖）、壓力（用(yong)(yong)于(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)血壓）和溫(wen)度，這(zhe)些(xie)測(ce)(ce)(ce)量(liang)必須具有高精(jing)度和一(yi)致性。在保健(jian)設備市(shi)場上，測(ce)(ce)(ce)量(liang)來不(bu)得半點錯誤。

　　在(zai)數字處(chu)理(li)器存在(zai)噪聲和通信信號空間(jian)狹(xia)小的(de)環境(jing)下(xia)，混合(he)信號MCU必須能夠保(bao)(bao)證良(liang)好(hao)的(de)模擬(ni)電壓測(ce)量結果(guo)。這(zhe)(zhe)是(shi)半導體(ti)供(gong)(gong)應商(shang)所面臨的(de)最(zui)具挑戰性的(de)設計問題之一（特別是(shi)在(zai)需要為IC提供(gong)(gong)低(di)電池(chi)電壓的(de)情況下(xia)），而且這(zhe)(zhe)些規格還(huan)要通過產品工程師(shi)的(de)嚴格審查。測(ce)量時必須滿(man)足低(di)噪聲、低(di)失真(zhen)（良(liang)好(hao)的(de)信噪比和失真(zhen)率）和性度(du)要求。即使MCU處(chu)于運(yun)行(xing)(xing)(xing)狀態，也必須保(bao)(bao)證模數轉換器（ADC）的(de)運(yun)行(xing)(xing)(xing)，當終端(duan)用戶想在(zai)測(ce)量期間(jian)獲得測(ce)量數據時，MCU也應當實時地獲取測(ce)量結果(guo)。此(ci)外，即使在(zai)最(zui)低(di)電池(chi)電壓下(xia)，所有芯片功能也應正(zheng)常運(yun)行(xing)(xing)(xing)。如果(guo)不能在(zai)整個電池(chi)續(xu)航期間(jian)進(jin)行(xing)(xing)(xing)測(ce)量，那么MCU還(huan)有什么優勢可言呢？總之，MCU供(gong)(gong)應商(shang)必須集成精(jing)密的(de)模擬(ni)測(ce)量。

　　MCU供應商面臨的又(you)(you)一挑戰是對產(chan)品電(dian)池續航能力的要求(qiu)。“便攜式”通(tong)常意味(wei)著設(she)備由電(dian)池供電(dian)。通(tong)常情(qing)況(kuang)下，新增加的功能會產(chan)生更多的功耗，但是開發人員在(zai)設(she)計(ji)便攜式醫療設(she)備時不能要求(qiu)終端用戶使用又(you)(you)大又(you)(you)重(zhong)的電(dian)池，也(ye)不能要求(qiu)他們頻繁更換電(dian)池。

　　MCU應(ying)當支持(chi)三方面(mian)的低(di)功(gong)(gong)耗(hao)(hao)策略：主動模(mo)(mo)式(shi)下功(gong)(gong)耗(hao)(hao)低(di)、待機(ji)模(mo)(mo)式(shi)下功(gong)(gong)耗(hao)(hao)低(di)以及處(chu)(chu)于(yu)主動狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)的時(shi)(shi)間(jian)少。在大(da)部(bu)分時(shi)(shi)間(jian)內，便攜式(shi)醫療設(she)備(bei)將處(chu)(chu)于(yu)關(guan)斷(duan)或低(di)功(gong)(gong)耗(hao)(hao)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)，因此，MCU也(ye)將處(chu)(chu)于(yu)關(guan)斷(duan)或低(di)功(gong)(gong)耗(hao)(hao)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)。不過(guo)，不使用設(she)備(bei)時(shi)(shi)，一般會維持(chi)時(shi)(shi)/日(ri)歷或鬧鐘等(deng)功(gong)(gong)能。盡(jin)管主動功(gong)(gong)耗(hao)(hao)至關(guan)重要(yao)(yao)，但(dan)是最小(xiao)喚(huan)醒(xing)時(shi)(shi)間(jian)是延長電(dian)(dian)池壽命的關(guan)鍵。MCU設(she)計(ji)人員(yuan)必須找到(dao)一種喚(huan)醒(xing)MCU時(shi)(shi)鐘和模(mo)(mo)擬(ni)電(dian)(dian)路的設(she)計(ji)方法，實現快速測(ce)量，然后(hou)使MCU返回到(dao)低(di)功(gong)(gong)耗(hao)(hao)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)。例如(ru)，使用ADC測(ce)量電(dian)(dian)壓(ya)需要(yao)(yao)參考電(dian)(dian)壓(ya)，而通(tong)常(chang)情況下該參考電(dian)(dian)壓(ya)需要(yao)(yao)幾十毫(hao)秒的時(shi)(shi)間(jian)打開(kai)并穩定，然后(hou)才能進(jin)行測(ce)量。在這個過(guo)程中(zhong)，MCU處(chu)(chu)于(yu)上電(dian)(dian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)，一直在耗(hao)(hao)電(dian)(dian)。

　　正如(ru)許多高功效MCU一樣，Silicon Labs的(de)超(chao)低功耗(hao)C8051F9xx系列(lie)MCU可以在(zai)幾微秒內(nei)完成喚(huan)醒(xing)，而且片上(shang)參考(kao)電壓也可在(zai)2微秒內(nei)完成喚(huan)醒(xing)，從而能夠迅速開(kai)啟ADC進(jin)(jin)行(xing)精確測量(liang)(liang)。為了改善測量(liang)(liang)結果(guo)，ADC也被設計為可快(kuai)速累加多次測量(liang)(liang)值而無需干(gan)預，同時進(jin)(jin)一步降低喚(huan)醒(xing)時間。喚(huan)醒(xing)時間越(yue)短，獲得測量(liang)(liang)結果(guo)時所(suo)汲(ji)取的(de)電池電流就越(yue)小（圖2）。　

　　MCU設計(ji)中(zhong)的(de)(de)另一個(ge)重(zhong)要趨(qu)勢(shi)是(shi)支持新(xin)(xin)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)使用(yong)配置和(he)技術。充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)很受歡迎，通(tong)常需要較高的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓支持，必須集成片(pian)上穩(wen)(wen)壓器(qi)。新(xin)(xin)的(de)(de)趨(qu)勢(shi)是(shi)，當終端用(yong)戶希望供應商提供附帶電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)產品時，使用(yong)一塊堿性(xing)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)來減小醫療設備的(de)(de)尺寸或節(jie)約成本。直到(dao)最(zui)近，該方(fang)法依(yi)然(ran)需要額外的(de)(de)成本和(he)分立DC/DC開關穩(wen)(wen)壓器(qi)的(de)(de)占位(wei)空(kong)間，用(yong)來提升(sheng)堿性(xing)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)電(dian)(dian)(dian)壓以(yi)滿(man)足MCU正(zheng)常工作(zuo)的(de)(de)需要（堿性(xing)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)有效電(dian)(dian)(dian)壓可到(dao)0.9V）。這(zhe)些開關穩(wen)(wen)壓器(qi)在電(dian)(dian)(dian)壓測量過程(cheng)中(zhong)產生大量噪聲，而且它們還必須一直處于上電(dian)(dian)(dian)狀態(tai)以(yi)確保(bao)MCU能夠從休(xiu)眠模式喚醒，從而產生耗電(dian)(dian)(dian)并(bing)降低電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)續(xu)航能力。

　Silicon Labs F9xx系列器件等先進(jin)的(de)低(di)(di)功耗MCU引入了(le)集(ji)成(cheng)式(shi)DC/DC穩(wen)壓(ya)器來解決這些問題。這能(neng)夠(gou)降低(di)(di)噪聲、減(jian)少成(cheng)本、減(jian)小外形(xing)尺寸，并(bing)允(yun)許MCU處(chu)于低(di)(di)功耗狀態時(shi)關斷DC/DC穩(wen)壓(ya)器，延長電池續航時(shi)間。盡管此DC/DC穩(wen)壓(ya)器被集(ji)成(cheng)在片內，但作為真正的(de)低(di)(di)功耗、單電池解決方案，它仍然(ran)能(neng)夠(gou)為系統的(de)其余部分提(ti)供(gong)升壓(ya)電源(yuan)。

　　　　盡管MCU提供商(shang)不斷引(yin)入和集(ji)成(cheng)(cheng)節(jie)能(neng)和節(jie)省電池的(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)，但是如果MCU成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)和外(wai)形(xing)尺寸(cun)大(da)幅增加(jia)，那么也(ye)將不利于能(neng)效。我們的(de)(de)(de)(de)目標是為嵌入式(shi)開發人員提供一個(ge)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)更(geng)低、尺寸(cun)更(geng)小的(de)(de)(de)(de)終(zhong)端產品，同時降低功(gong)(gong)耗。這樣的(de)(de)(de)(de)解決方案必須減少(shao)物料成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)和尺寸(cun)。最好的(de)(de)(de)(de)MCU是以最小的(de)(de)(de)(de)外(wai)形(xing)尺寸(cun)提供高性能(neng)、集(ji)成(cheng)(cheng)式(shi)連接接口和存儲器以及出色的(de)(de)(de)(de)模擬(ni)外(wai)設。換言之，半導體供應商(shang)必須提供更(geng)高的(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)密度。

　　圖4是一個超低功耗MCU的實例64kB閃存代碼存儲空間(jian)、4kB數據RAM、一個ADC和(he)兩個穩壓(ya)器（LDO和(he)升壓(ya)穩壓(ya)器），4mm×4mm占位空間(jian)（在某些情況下甚至(zhi)更(geng)小(xiao)！）。這種小(xiao)型混合信號(hao)MCU設計能(neng)(neng)(neng)夠在單(dan)一芯片上實現完(wan)整的測(ce)量(liang)和(he)接口系統，且不影響性(xing)能(neng)(neng)(neng)或(huo)電池續航能(neng)(neng)(neng)力。產(chan)品(pin)設計人員(yuan)選擇(ze)這類MCU時，僅需要關心所(suo)需要的外(wai)設功能(neng)(neng)(neng)，以(yi)獲得最佳的性(xing)價比。

　　　　新一(yi)代便(bian)攜式(shi)(shi)醫療設(she)(she)(she)備(bei)(bei)設(she)(she)(she)計中，嵌入式(shi)(shi)開發人員(yuan)和產(chan)品經理(li)們正(zheng)承受著來(lai)自成本、尺(chi)寸、功耗(hao)和性(xing)能等多方面壓力(li)。應對(dui)這(zhe)一(yi)局面的(de)解決方法(fa)是使(shi)用高(gao)集成度的(de)混合(he)信號MCU，滿足市場所需(xu)的(de)小尺(chi)寸、高(gao)性(xing)能和合(he)理(li)價(jia)格。功能密集的(de)混合(he)信號MCU將為新一(yi)代便(bian)攜式(shi)(shi)醫療設(she)(she)(she)備(bei)(bei)提(ti)供核心部件，提(ti)供滿足消費者需(xu)求的(de)優化(hua)產(chan)品的(de)保健設(she)(she)(she)備(bei)(bei)制造商將從(cong)這(zhe)一(yi)快速增(zeng)長(chang)的(de)市場中獲益。