Na današnji mednarodni Solid-State Circuit konferenci (ISSCC2011) so Imec, Holst center in NXP predstavili vsestranski biomedicinski signalni procesor z ultra nizko porabo, CoolBioTM, ki izpolnjuje zahteve za biomedicinske senzorske sisteme prihodnosti. Biomedicinski signalni procesor porabi le 13pJ na cikel, ko obdeluje kompleksni EKG (elektrokardiogram) algoritem na 1MHz in ob 0.4V napajalni napetost. Ta čip, ki ga lahko programiramo v C-ju, podpira napetostno in zmogljivostno razširitev glede hitrosti delovanja v frekvenčnem območju od 1MHz do 100MHz z delovno napetostjo od 0,4 do 1,2 V.
Inteligentna omrežja na telesu (BAN – body area networks) sestavljena iz vozlišč brezžičnih senzorjev, ki nenehno spremljajo parametre vitalnih delov telesa, kot so srce, mišice in spremljanje možganskih aktivnosti, dajejo upanje, da bodo prava rešitev za bolj udobne, stroškovno in časovno učinkovite zdravstvene sisteme. Ta omrežja omogočajo, da lahko zdravstveno stanje ljudi nadziramo in spremljamo na njihovem domu medtem, ko opravljajo svoje vsakdanje dejavnosti.
Glavni izziv pri razvoju takšnih omrežij je, da se skupna poraba energije zmanjša na takšno raven, da se lahko sistem napaja le z enim od alternativnih načinov pridobivanja energije ali iz mikrobaterije, ki traja več mesecev.
CoolBio prinaša drastično zmanjšanje porabe brezžičnih senzorskih enot v omrežjih BAN. Obdelava in stiskanje podatkov na lokalni ravni meja vozlišča BAN zmanjšuje porabo energije potrebne za prenos podatkov preko brezžične povezave, hkrati pa dodaja zmanjšanje vpliva gibanja na signal in možnost pametnih diagnoz.
Imec, Holst center in NXP so začeli s komercialno dostopnim CoolFluxTM DSP baseband jedru z nizko porabo iz NXP (glej www.coolflux.com) za oblikovanje prilagodljive rešitve procesorja z ultra nizko porabo za področje aplikacij v zvezi z omrežji na telesu. Arhitektura in vezje so bili prilagojeni za delovanje z napetostmi blizu praga delovanja (0.4V) pri nizkih frekvencah delovanja. Uporabili so ekstremno ločitev v več napetostnih in spominskih področij ter delovanja z različnim taktom za zagotavljanje visoke energetske učinkovitosti od stanja pripravljenosti do 100 MHz. Rezultat tega je zmanjšane porabe energije pri nizkih frekvencah delovanja, hkrati pa ohranimo visoko zmogljivost za večkanalno obdelavo biomedicinskih signalov.
»Oblikovali smo CoolBio, ki temelji na konceptu: » Če ni kaj storiti, potem ne izgubljajmo energije »S tem glavnim poudarkom pri raziskavah glede vezij s čim manjšo porabo nam je skupaj z našim industrijskim partnerjem NXP uspelo razviti biomedicinski procesor primeren za vgradnjo v biomedicinske izdelke prihodnosti, ki nudijo optimalno ravnotežje med zmogljivostjo in porabo energije, »je dejal Harmke De Groot, programski vodja nizozemskega Imec Holst centra.
»Ultra nizka poraba je bistvena za vseprisotno uvajanje Personal Health (osebno zdravje) rešitev. NXP še naprej prestavlja meje na vseh ključnih funkcijah, ki jih zahtevajo rešitve zdravstvenega varstva, ki jih opazovana oseba nosi s sabo. CoolBio dopolnjuje našo široko ponudbo izdelkov z izjemno nizko porabo, s katerimi smo omogočili tudi rešitve za izboljšanje kakovosti življenja ljudi, »je povedal Bart De Loore, VP New Business pri NXP.
Podjetja, ki proizvajajo medicinske naprave, proizvajalci polprevodnikov ali polprevodniške razvojne hiše, katerih cilj je oceniti CoolBio ali bi celo želeli razviti lastni bioprocesor, lahko gradijo na strokovnem znanju Imec je z vstopom v Imec raziskovalne programe z izjemno nizko porabo, namenjene omrežjem na telesu, ki je del »HUMAN++« programa.
Vsestranski biomedicinski signalni procesor z ultra nizko porabo
2011_SE185_8
