原创医疗电子之心脏：MCU大起底

 2020-7-15 16:58  7210 24 7 分类: MCU/ 嵌入式

全球防疫抗疫中，医疗科技对新冠肺炎防控和治疗发挥了重要作用，尤其是红外体温计、呼吸机等医用产品，紧缺及排单生产状态预计还将持续多月。延展至医疗全产业链，从疾病的预防、监测、诊断、治疗，到慢病管理都对应有医疗器械产品，广泛应用在家庭、医院或养老机构。因为涉及生命安全，医疗电子产品对其电子元器件的精度、效率、可靠性、安全性要求显著高于消费电子等应用领域，而且不同医疗设备的性能和出厂要求也有所不同，例如可家用的二类与适用医院的三类医疗器械就遵循着不同的性能和出厂认证标准。小编计划以心脏、眼睛、血管等类比元器件，推出医疗电子系列原创内容。本期以医疗电子之心脏，MCU芯片为始。
一、红外体温计常用MCU一览表

No.	品牌（Brand）/官网	型号/系列（PN）	优势
1	Hycon（紘康） www.hycontek.com	HY11P	8位MCU，内置LCD Driver、Low Noise Amplifier及高精度ADC
2	Sonix（松翰） www.sonix.com.tw	SN8F5900	8051 MCU，集成高精度AFE模拟前端电路，整合OPA运算放大器、PGIA可调整式仪表放大器与24-Bit高精度ADC
3	Holtek（合泰） www.holtek.com.cn	BH67F2742	MCU使用了Flash架构，方便生产调试、标定和存储数据。并且内建了LDO、EEPROM、LED & LCD Driver、低噪声OPA、24-bit ADC相较于传统方案省去了许多外部零件
4	Holtek（合泰） www.holtek.com.cn	HT67F5652
5	ZLG（立功科技） www.zlgmcu.com	ZML165N20A	32位ARM® Cortex®-M0微控制器，内置24位Σ-∆ ADC、128倍高阻抗输入放大器、基准电压源，单芯集成整个红外传感器的测量电路，适合处理高精度模拟转换的应用
6	HDSC（华大） www.hdsc.com.cn	HC32L136	超低功耗MCU芯片，64K Flash，8K RAM，内置LCD驱动和12bit ADC
7	Nuvoton（新唐） www.nuvoton.com.cn	ML51	低功耗系列，内建 Flash 的增强型 1T 8051 内核微控制器， 12 位 500 KSPS SAR ADC 以及多达两组比较器、内建四阶参考电压可供 ADC 与 ACMP 使用、并内建 DMA 加速数据的传输以减轻 CPU 负担。
8	Chipsea（芯海） www.chipsea.com	CSU18M88	8位RISC架构的高性能单片机，集成了24Bit高精度ADC和LCD显示模块。内部集成8k*16Bits的MTP程序存储器
9		CSU8RP1382D	8位RISC架构的高性能单片机MCU，集成了18Bit高精度ADC和LCD显示模块。内置4K×16位一次性可编程存储器（OTP ROM），384字节数据存储器（SRAM），只有43条单字指令，8级存储堆栈，最快指令周期2MHz。
10		CS32A039	ARM Cortex-M0内核，频率48MHz。还包括5通道DMA，内置8KB SRAM和64KB Flash，CRC-32计算模块和96位UNID，集成了24位全差分ΣΔADC、零漂移放大器、低温漂参考电压/LDO、12位高速SAR-ADC、温度传感器、电池电压测量通道，可同步测量环境温度、电池电压等参数
11	SDIC（晶华微） www.sdicmicro.cn	SD8005B	8位RISC超低功耗MCU，高精度24位ADC的SOC产品
12	Renesas（瑞萨） www2.renesas.cn	R7F0C002	RL78 内核，在同类产品中实现了以最低功耗实现高处理性能，同时内置了液晶显示屏(LCD)驱动器。
13	NXP（恩智浦） www.nxp.com	K32L2B11VLH0A	集成多通道16-bit ADC，可用于采集红外温度传感器的信号，以及采集电池电压，目前K32L2B的16位单端模式精度可以达到13.9位，差分模式可以达到14.5位，使用芯片内置的ADC就可以满足要求，实现0.1度温度测量精度要求。
14	Rujet（瑞纳捷） www.runjetic.com	RJM8L151	超低功耗、高安全性的RJM8L151系列MCU。内部集成了12位高精度逐次逼近型ADC、2通道的多功能比较器、定时器、实时时钟(RTC)、看门狗定时器(WDT)、电源可编程电压检测（PVD）、中断控制器、硬件真随机数发生器、AES/DES/SM4硬件加密引擎及通信接口：UATR、SPI、IIC、GPIO、ISO7816、JTAG等模块，具有性价比高、存储容量大、安全性高，功耗低、接口丰富等特点。
15	GigaDevice（兆易创新） cn.gigadevice.com	GD32E230	Arm Cortex-M23内核，支持完整的Armv8-M基准指令集，最大限度地提高了代码的紧凑性，并兼容所有的Armv6-M指令，GD32E230系列内部集成1个多通道12bits的高精度ADC，可以实现系统内微小电平的采用，放大与转换。
16	HK（航顺） www.hsxp-hk.com	HK32F030K6T6	替代兼容STM32F030K6T6
17	ChipON（芯旺） www.chipon-ic.com	KF32LS200	32位高性能 KungFu32 内核工作频率最高为 48MHz，可软件调节；基于 16 位/32 位混合指令的高效指令集。
18	Sinowealth（中颖） www.sinowealth.com	SH79F6488	高速高效率8051兼容单片机。集成了如EUART和SPI等标准通讯模块，此外还集成了带低功耗模式的LCD驱动器、20位Σ-Δ模数转换器模块（ADC）、可编程增益放大器（PGA）、运算放大器（OP）、脉宽调制模块（PWM）接口等。
19	Essemi（东软载波） www.essemi.com	HR8P506	高性价比的32位MCU，内置LCD驱动和12-bit SAR ADC。
20	Nations（国民技术） www.nationstech.com	N32S032	32位高性能安全MCU，ARM-M0安全处理器内核以及AMBA多总线结构设计，集成12位1Msps高精度SARADC、10bit DAC、比较器、RTC实时时钟、高性能PWM、USB2.0(FS)、多路SPI、UART、I2C、ISO7816多种应用外设接口。
21	GLOBAL-RAINBOW（菱沃铂） global-rainbow.com	Rb33P165A	高性价比MCU，其采用改进的51内核，同时集成6+2-Ch/12bit-ADC及128段LCD驱动模块，拥有16K字节OTP和512字节RAM存储空间，还集成了PLL、RTC、比较器以及丰富的定时器等资源。
22	LENZE（伦茨科技） www.lenzetech.com	ST17H11	24bit ADC高精度处理器，高集成，极简外围：1颗三极管+18颗阻容，无需运放IC，屏驱动IC，升压IC，内置RTC时钟，AES/DES/SM4硬件加密，全时区校准，AI补偿算法，支持各类模拟/数字 sensor，支持各类点阵屏，断码屏，数码管（全集成SOC，无需外置驱动IC，电源电路），支持32组储存记忆，支持三色背光显示，可选择摄氏度℃/华氏度℉。

二、呼吸机常用MCU一览表

No.	品牌（Brand）/官网	型号/系列（PN）	优势
1	ST（意法半导体） www.st.com	ST10F276Z5T3	美敦力PB560呼吸机采用
2	ST（意法半导体） www.st.com	STM32F4	The ARM® Cortex®-M4-based STM32F4 MCU series leverages ST’s NVM technology and ART Accelerator™ to reach the industry’s highest benchmark scores for Cortex-M-based microcontrollers with up to 225 DMIPS/608 CoreMark executing from Flash memory at up to 180 MHz operating frequency.
3	Intel（英特尔） www.intel.cn	Broadwell系列
4	Infineon（英飞凌） www.infineon.com	XMC4100 / 4200系列	RM Cortex-M4处理器内核的XMC4000系列工业微控制器。XMC4100 / 4200系列微控制器充分利用了英飞凌数十年的微控制器设计经验，提供优化的解决方案，足以应对当今嵌入式控制应用的性能挑战。XMC4100/4200 系列将 ARM Cortex-M4 内核的扩展功能和性能与功能强大的片上外设子系统和片上存储器单元相结合。
5	Renesas（瑞萨） www2.renesas.cn	RX23W	32 位 MCU，带 Bluetooth® 5 ，用于物联网终端设备、系统控制和在单个芯片上实现的无线通信
6	Renesas（瑞萨） www2.renesas.cn	RX23T	内置浮点运算单元 (FPU) 的微控制器，最适合控制单个逆变器
7	TI（德州仪器） www.ti.com.cn	MSP430	MSP430 系列超低功耗微控制器，它们具有面向各种应用的不同外设集。这种架构与 5 种低功耗模式相组合，专为在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而进行了优化。该器件具有一个强大的 16 位 RISC CPU、16 位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。数字控制振荡器 (DCO) 可在不到 1 µs 的时间里完成从低功耗模式至运行模式的唤醒。
8	NXP（恩智浦） www.nxp.com.cn	LPC2142FBD64	单芯片16位/32位微控制器；高达512 kB的闪存，带ISP/IAP、USB 2.0全速设备、10位ADC和DAC
9		LPC1788FBD144	基于ARM Cortex-M3内核的可扩展主流32位微控制器(MCU)，是一种适合嵌入式应用的Cortex-M3微控制器，具有高集成度和低功耗的特点，运行频率为120 MHz。功能包括512 kB闪存、96 kB数据存储器、以太网、USB 2.0设备/主机/OTG、8通道DMA控制器、5个UART、2个CAN通道、3个SSP/SPI、3个I2C、I2S、8通道12位ADC、10位DAC、QEI、LCD控制器、SD/MMC接口、电机控制PWM、4个通用定时器、6输出通用PWM、带独立电池供电的超低功耗实时时钟以及最多109个通用I/O引脚。
10		LPC1768FBD100	512kB闪存、64kB SRAM、以太网、USB、LQFP100封装
11	Anlogic（安路） www.anlogic.com	EF2M45LG144	集成双ADC，可以采集高达15路模拟信号。获得气压数据后对气流进行回馈调节，可以防止突然间的误动作、气管漏气、以及供电电压波动带来的压力精度偏移。
12	ZLG（立功科技） www.zlgmcu.com	M6708	Cortex-A9显控方案——M6708，搭配ZLG开源GUI引擎，可快速开发应用界面。

我们不难看出，医疗电子产品上，ADC模数转换芯片发挥着至关重要的重要作用。红外体温计的心脏以8位单片机即可胜任，更注重性价比，甚至还能看到未封装的牛屎芯片，而且国产芯片方案较多。而呼吸机的心脏以国际芯片为主，我们国产MCU需假以时日去实现替代。拍明芯城会持续为电子工程师提供丰富的产品/方案信息和物美价廉的元器件，默默为战疫献力。

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