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芯科科技的無線SoC和MCU助力全球客戶的應用創新 打造更智能、高效、安全和便捷的健康監測設備 作者：Silicon Labs 智能和網聯技術近年來一直是醫療和健康保障領域內的熱門技術，許多廠商都在利用醫療物聯網（IoMT）技術開發更加智能和互聯的健康監測設備，以利用物聯網、云計算、人工智能和可穿戴等新一代信息通信技術，來幫助用戶時刻監控自己的健康狀況、降低醫療費用和就醫麻煩。 根據市場研究公司Precedence Research的預測，全球移動醫療設備市場的規模有望在2027年前超過850億美元，年復合增長率約為11.35%。因此智能網聯醫療和健康監測設備在全球擁有巨大的市場空間。 包括中國在內的全球智慧醫療和健康保障技術市場正吸引越來越多的廠商參與，去打造創新的健康監測和醫療設備，也帶來對基于先進芯片的醫療物聯網解決方案的需求。Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）作為一家專注于物聯網技術的企業，致力于為該市場提供高安全性、高可靠性、超低功耗的無線連接和智能解決方案。目前，Silicon Labs已提供了多款無線連接和控制芯片產品及解決方案，并得到了全球范圍內多家合作伙伴的采用。 創新不止步 新產品助力新發展 Silicon Labs不斷推出創新產品助力智慧醫療和健康監測等領域的發展。除了早前的BG22和BG24系列產品已有多項應用，芯科科技今年最新推出的BG27 SoC是專為極小型物聯網設備設計的新型集成電路系列產品，可為物聯網設備設計人員提供省電、高性能和值得信賴的安全性。BG27還可提供無線連接，使其成為互聯醫療設備、可穿戴設備、資產監控標簽、智能傳感器，以及牙刷和玩具等簡便的消費電子產品的理想選擇。 此外，芯科科技去年推出的BG24 2.4GHz無線SoC，可支持Matter、Zigbee、OpenThread、低功耗藍牙、藍牙網狀網絡、專有和多協議操作，并提供PSA 3級Secure Vault安全保護，是各種智能家居、醫療和工業應用的理想選擇。 下面通過Silicon Labs客戶的幾個具體案例，為大家分析智能無線產品如何支持開發者在智慧醫療和健康監測領域的創新。 即時藍牙無線傳輸支持脈搏血氧儀實現關鍵遠程監測 上海貝瑞電子科技有限公司（以下簡稱“上海貝瑞”）是一家致力于醫療監護產品研發生產銷售的公司。其推出的藍牙指尖脈搏血氧儀是一款健康追蹤設備，可以讓消費者隨時掌控自己的健康狀況。這款血氧儀不僅能提供即時和遠程監測，還能安全地存儲患者數據，實現和醫院人員的健康數據共享，從而解決當前全球醫療資源短缺問題，并應對遠程監測需求日益增長的挑戰。 
為了打造高效的醫療設備，上海貝瑞選擇了Silicon Labs的EFR32BG22藍牙SoC并應用在其指尖脈搏血氧儀中。這是因為BG22具有可靠的無線性能、低功耗、高安全性、高性能32位ARM® Cortex®-M33內核，以及高達352KB的閃存和32KB的RAM，集成了先進的安全功能可確保便攜式醫療物聯網設備免受遠程和本地網絡攻擊，這些特性完全滿足上海貝瑞對無線解決方案的需求。 Silicon Labs的BG22低功耗藍牙無線SoC將超低傳輸和接收功率與高性能相結合，實現了出色的能源效率，將電池壽命延長達十年。這些專為多種物聯網應用而設計的模塊可應用于從智能門鎖到個人醫療保健和健康設備等廣泛的生活產品中。在此應用案例中，BG22 SoC配備在緊湊且方便的指尖脈搏血氧儀中，并集成血氧飽和度（SpO2）探頭和數據處理功能，可監測血氧水平（SpO2）和脈搏數，還可提供友好且直觀的用戶體驗。 以小體積、超低功耗MCU為核心打造便攜式心臟監測儀 根據世界衛生組織（WHO）的估計，心血管疾病（CVD）是全球主要的死亡原因之一，預估每年奪走1790萬人的生命。在這些死亡病例中，心律失常占很大的比例，而準確快速地識別心律失常風險較高的患者，并確保他們接受適當及時的治療，可以預防過早死亡。為此，心臟監護儀及心律失常檢測裝置研發商Bardy Diagnostics推出了一款Carnation移動式監護儀（CAM）貼片，是少數幾款以P波為中心的心律監測設備，專為準確測量和適應用戶的積極生活方式而設計。
CAM貼片基于Silicon Labs EFM32架構，患者接口傳感器連接到EFM32TG210 MCU。該MCU具有小體積、低功耗和集成外圍設備等優勢（外設包括ADC、SPI、ASYNC串行接口和定時器功能），運行功率極低，使CAM貼片能有效捕捉那些微小的心臟信號細節，這使得CAM貼片與其他可用的監測儀有所區別。 EFM32TG210 MCU集成的ADC提供了分辨率和濾波選項，確保能夠獲得所需的原始數據采集，同時保持在功率預算范圍內。與其他架構相比，EFM32TG MCU的電源管理提供了卓越的節能效果。此外，得益于極快的睡眠和喚醒轉換、外圍設備的自動操作和低功耗時鐘生成，EFM32TG提供超越系統要求的優異規格，并且可使用標準CR1225電池進行長達14天的連續心電圖記錄。 低功耗藍牙SoC安全的設計助力便攜式醫療設備重新定義癲癇疾病的管理方式 根據世界衛生組織的數據，全球有超過5000萬人患有癲癇，如果診斷和治療得當，估計70%的癲癇患者可以避免癲癇發作。為此，兒科癲癇學家Dave Clarke博士發起了Epidet項目，旨在打造一款用戶友好、佩戴舒適的監測設備。為了實現小巧靈活的設備外形、準確可靠的檢測算法、超低功耗、高安全性等要求，Epidet項目選用了Silicon Labs的EFR32BG22 SoC。這是一個單芯片解決方案，可以提供MCU計算功能、低功耗藍牙連接、超低功耗、小巧外形和一系列用于傳感器集成的外圍設備等諸多優勢，并可實現安全可靠的監控。
BG22 SoC除了運行頻率高達76.8MHz的ARM Cortex-M33內核，352KB閃存和32KB RAM，還具有單獨的Cortex-M0+，其可以驅動藍牙無線電子系統，從而給M33和內存留下充足的空間去處理應用和數據算法。因此，Epidet能夠獲取檢測各種癲癇發作類型所需的數據頻率和分辨率，在設備本地處理所有數據，然后利用藍牙發送明確結論，向護理人員和云端提供必要的更新信息，進行記錄和進一步分析。 此外，BG22提供先進的硬件加密加速，可以安全地保護和存儲維持與網關或智能手機的私密藍牙連接所需的密鑰。它還提供具有信任根和安全加載程序的安全啟動，從而確保從不可篡改的ROM開始驗證可信的固件鏈。這可以防止惡意軟件注入、回滾（rollback），并確保僅在設備上加載和執行經驗證的固件。Epidet可充分利用BG22提供的安全功能來保護通信鏈路和用戶的私人信息。設備固件可通過藍牙安全更新，迅速糾正產品中的潛在缺陷，添加新功能和增強功能。 參考資料： 藍牙脈搏血氧儀實現關鍵遠程監測 以MCU為核心的便攜式心臟監測儀 使用便攜式醫療設備重新定義癲癇疾病的管理方式 除了上述這些應用案例，Silicon Labs的IoMT解決方案在全球還有許多精彩應用。 為了讓業界更好地了解便攜式醫療設備市場發展前景，Silicon Labs低功耗藍牙SoC系列產品組合的特性，以及Silicon Labs的客戶在該領域的創新經驗和心得，Silicon Labs將攜手世紀電源網的電子研習社在5月31日舉辦主題為“基于芯科科技低功耗藍牙SoC構建安全互聯的醫療設備”的網絡研討會。點擊此處，可進行此處觀看。 |
