基于闪存的FPGA添臂力　便携式医疗设备可靠度大增

　　便携式医疗产品逐渐获得市场青睐，如何开发出更小尺寸、更低功耗与高可靠度的产品已成为产品设计人员首要课题。产品设计人员透过高效能的Flash-based FPGA元件，将可实现微型化、高安全性与低功耗等特性，进而扩大便携式医疗设备应用市场商机。

　　便携式医疗设备的系统设计工程师正面临到许多问题，其中包括缩小体积、增加功能性和延长可植入人体设备所用电池的寿命，同时还要藉由最佳的可靠性和功效来确保设备安全无虞。另外，在放射治疗环境中使用的设备，易因电离辐射而产生单事件翻转（SEU），工程师也须将此一影响纳入设计考量，因为这些挑战皆可能会导致使用者在操作上出现危险状况。

　　本文将介绍现今微型化医疗设备所面临的技术挑战与因应之道，提供医疗设备产品开发人员以高效能FPGA为基础的解决方案，藉此打造低功耗、高可靠度的产品。

　　高整合度FPGA助力　医疗设备大吹微型风

　　微型化已成为医疗设备市场主要成长驱动力，如植入式心脏整流除颤器（ICD）和心律管理（CRM）等产品，都已迈入微型化设计。不只如此，产品开发人员透过缩小设备体积，让产品使用较小的电池，同时改善产品功耗。

　　图1是Given Imaging采用微型化技术所开发出的Pillcam无线内视镜成像胶囊，此一产品因采用客制化RF收发器而缩小了电池的体积，因为它让胶囊的功耗低于7.5毫瓦（mW），同时还可以在8小时的工作过程中每秒传送多达十四个图像。

　　图1 Pillcam无线内视镜成像胶囊示意图

　　除客制化RF收发器外，现场可编程门阵列（FPGA）元件也是让医疗设备微型化的重要因素。过去传统的设计工程师一直都是以微控制器（MCU）、特定应用标准产品（ASSP）芯片和小型可编程逻辑元件，开发用于便携式医疗设备的人机界面（HMI）和微型马达控制器，这种方法不仅难以缩小设备的体积，也不适用于优化十分重要的传感器和致动器的通道数目。反观，以FPGA为基础的解决方案则非常适合在较小的封装体积中加入更多的功能性，满足那些要求外形尺寸小的设备设计需求；同时它们还提供可让用户升级设计的附加优势，因而能够支援新的标准或提供更多的功能性。