FPGA将颠覆传统医疗电子设计,专家怎么看?

上网时间: 2012年11月23日? 作者:余敏,李婧? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:FPGA? 医疗电子?

医疗设备的需求与趋势对FPGA提出的最新要求

世界各地对医疗保健的需求在不断增长,对保健模式的要求也越来越高。不断进步的医疗电子技术是满足这些医疗保健需求的关键。这明显的体现在两方面,特别是医院环境中。首先,预测和预防保健的发展提高了患者的生活质量,在不断发展的诊断成像平台的支持下,社会医疗保健总成本也在不断下降。其次,功能强大的、基于价值的便携式医疗设备在性能上超越了几年前的大型高成本设备,在此基础上,政府政策能够扩大医疗保健的覆盖范围。

目前推动中国医疗电子设计快速发展的几个因素包括:

● 经济增长推动了市场需求

● 人口增长和老龄化,预期寿命延长等。

● 生活水平的提高,患者更高的期望。

● 慢性病发病率的增加(肥胖、呼吸系统疾病、心脏病)

● 政府政策覆盖面越来越广:在政府投资的激励下,医院采购预算不断升级和扩张。

● 对医疗成像(可视化)和数字医疗设备不断增长的需求

目前医疗设备具备下面的特性更容易受到用户青睐:

● 便于携带,使用更方便

● 低功耗,基于价值

● 信息技术(信息化)

● 安全标准(安全性)和质量执法

● 医疗器械和生物信息学的融合

这些需求趋势对IC行业特别是FPGA提出了以下具体要求:

● 通过工艺技术进步来优化性能和功耗

● 通过硬件加速提高性能

● 灵活的应对标准的变化以及越来越强的功能

● 提供可承受的高性价比解决方案,包括总体拥有成本(EOL保护)

● 定制解决方案,更好的适应越来越多的医疗器械

FPGA将颠覆传统医疗电子设计,专家怎么看?_John Sotir,Altera公司医疗业务部高级市场经理_1
John Sotir,Altera公司医疗业务部高级市场经理

在增强医疗成像技术方面,半导体器件技术的进步直接导致了诊断质量的提高。半导体性能的提高支持传感器阵列采集更多的数据,噪声基底更低,提高了信噪比。半导体技术通过高性能I/O、大容量片内存储器、更大的存储器带宽和DSP等更高效的处理硬件对大量的数据进行实时汇集、滤波和预处理。可编程逻辑的发展前所未有的提高了并行处理能力,支持当今的高级成像算法。每一代成像设备探测的数据量越来越大,由于采用复杂的迭代算法,因此,单位数据需要更多的处理资源。在提高性能的同时,还必须满足同 样的功耗需求,以及长期可靠性要求。这只有通过半导体器件技术进步才能实现,提高性能同时低功耗。

高性能便携式医疗设备的日益普及,这在超声应用中得到了很好的验证。仅在几年前,支持64通道和多种成像模式的高级超声系统会含有多块电子电路板和子系统,需要很大的机箱才能容纳这些电子器件。今天,性能相似的超声电子设备可以安装到一个笔记本电脑大小的机箱中。传感器技术的进步提高了探测信噪比,可以在一个可编程逻辑器件中实现复杂的聚束技术。灵活的可编程器件支持超声平台在其生命周期中不断进行改进。半导体技术会继续在一个器件中集成越来越多的功能,因此,更紧凑的高性能超声平台这一趋势将持续下去。全芯片系统(SoC) 器件平台能够在SoC集成封装内部和外部提供高速I/O、容量更大的片内存储器、更大的存储器总线带宽,以及硬件加速功能,例如,DSP模块、嵌入式处理器和可编程架构等,更加灵活,今后也不会过时,满足了新系统的需求。这些高度集成的SOC器件降低了功耗,减少了器件数量,减小了PCB面积,支持实现体积更小的超声设备,例如,平板或者手持式产品,其成像质量与前一代机箱式设备相似。

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  • FPGA是什么
  • FPGA(Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活,同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。随着功耗和成本的进一步降低,FPGA还将进入更多的应用领域。

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