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        談到系統層級的設計,不外乎類比與混合訊號電路,再加上數位訊號處理與控制的流程,少了哪一個環結,系統

都無法運作。而在類比前端電路的設計上,台北科技大學電子工程系李仁貴教授便談到,以穿戴式裝置為例,大家都

會希望MCU(微控制器)能朝向SoC(系統單晶片)的方向邁進,同時也希望滿足更為多元的需求,因為就電路布局

而言,晶片愈少,愈能省去更多的電路布局,實務上能節省更多工作負擔。 

 

  

        但就目前來看,在晶片整合上還是有些地方難以克服,舉例來

說,在心率量測的應用上,像是10位元或是12位元的ADC(類比數

位訊號轉換器),大多都可以被整合在MCU中,但若是量測血氧,

就必須動用到24位元等級的ADC,在整合上還是有不少困難,所以

將ADC獨立於MCU之外來進行設計會是較為理想的作法。

 

        不過,李仁貴進一步談到,普遍來看,就穿戴式醫療電子的設

計而言,元件的整合程度,大多用兩顆晶片就能搞定。一顆是類比

前端電路,另一顆則是MCU本身。就目前而言,類比電路前端的整

合已經可以將儀表放大器(Instrumentation Amplifier;INA)、濾

波器(Filter)與可程式增益放大器(Programmable Gain Amplifier;PGA)加以整合,MCU本身則可以將ADC、

MCU與BLE(藍牙低功耗)結合,這可以說是在系統整合層面上,最為乾淨的電路設計了。

 

        當然,更進一步地從實務層面來探討,還是有些元件加以獨立,對於系統設計會較為有利。李仁貴表示,像是24

位元的ADC,通常就會被用在心室收縮或是血液反彈這類的系統設計,它不僅要被獨立出來,同時也必須跟影像感測

器或是麥克風這類元件搭配,為的就是希望在訊號源可以有更高的品質。李仁貴也指出,生理訊號是一種很慢的訊號

源,像是濾波器本身,搭配的電阻與電容,其面積佔比就會大一些,但在類比前端電路整合晶片上,其電阻與電容就

會採用外掛式的設計。當然,如果濾波器本身可以動態調整的話,因應不同應用,如腦波與血氧本身就有不同的波

長,濾波器就能進行調整,所以採取獨立設計,也是相對較佳的作法。

 

        而李仁貴也提醒,穿戴式醫療的系統設計,在短期內可能在規格上還無法有明確的定義,所以打前鋒的,一般來

說都是OEM業者居多,但規格確定之後,這也意味著系統所需要的晶片也能一併確認,長期來看,要將晶片加以整

合,或是採用SiP(系統級封裝)的作法來縮小系統體積,這都不是問題。他特別提醒,開發高度整合的SoC沒有問

題,但市場沒有需求,就沒有意義可言。他也說,即便是半導體大廠TI(德州儀器),其旗下的產品也不是每顆都是

高度整合,這表示了市場的需求就是處在一個不明確的狀態。

http://www.teema.org.tw/industry-information-detail.aspx?infoid=12010

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