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东芝TZ1000系列处理器在医疗行业可穿戴设备的应用

作者:不爱吃窝瓜时间:2015-09-25

可穿戴设备成为越来越多公司的下一个创新领域,纵观消费电子市场上玲琅满目的可穿戴产品,尽管很多看起来非常炫目,但是却鲜有既叫好又叫座的产品引领市场的发展,但是医疗行业的可穿戴设备引起业内关注靠的不是噱头,而是因为其会真正贴心地照顾我们每一个人的身体健康。所以医疗行业被认为是可穿戴设备市场潜力最确定,未来将被"颠覆"得最彻底的领域。

可以想象一下,以后坐在家里就可以将我们身体的健康指标了如指掌,如果需要咨询,还可以将数据通过网络传送给医生,来指导我们如何进行身体调理。而这些美好的愿景,就需要医疗应用中的可穿戴设备来帮助我们实现。

现在市场上对于诸如监控活动水平和持续时间的服务需求呈现出爆炸式增长的趋势,该服务可作为工具用于防止因生活方式而引起的疾病,并促进锻炼和提高营养性。因此这便增加了市场对于该项服务所依赖的可穿戴设备的需求。

东芝半导体公司顺应这一市场需求,推出了适用于可穿戴设备的应用处理器ApP Lite解决方案,用于控制感应、处理数据并将数据上传到云端等一系列活动,能够为物联网(IOT)中的海量数据增加价值。其中的TZ1000系列可以应用于医疗行业的可穿戴设备开发,这一系列产品包括TZ1001、TZ1021和TZ1031/11。

东芝这一全新的应用处理器系列具有单一的封装,可以将测量运动的加速度传感器,处理传感器所采集的数据的处理器,存储数据的闪存装置,以及支持低功率通信的低功耗蓝牙控制器全部集成于一身。这样就可以减小安装面积,非常适合用于小型化的可穿戴设备。而且该处理器还提供原创的低功耗设计,可以适用于使用电池长时间运行的可穿戴设备中。TZ1000产品的内部结构图如图1。

 

 

图1 TZ1000产品的内部结构图

TZ1000适用可穿戴设备的特性

高度集成性:TZ1000 应用处理器系列产品,例如TZ1001处理器集成了低功耗蓝牙无线通信模块(BLE)、传感器、存储器以及ARM Cortex-M4F 48MHz处理器于一个封装内。可穿戴设备所必需的功能也集成于单一的封装中,这也在促成小型系统的设计的同时提高了自主设计的自由度。

超低功耗:TZ1000应用处理器系列为了最大限度的降低功耗,准备可供选择的多样化功率模式,为实现可穿戴设备尽可能长时间的运行提供可能。

高精度模拟前端:TZ1000应用处理器的另一大特点就是拥有高性能的模拟前端(AFE),集成了24bit高分辨率的模数(A/D)转换器,可将来自外部传感器的模拟信号(生物医学信号),比如脉搏和心电图(ECG)信号转换为数字信号,并传送至内部处理器,从而为医疗保健市场提供一个更为有效的解决方案。该模拟前端在保证高精度的同时,也能低功耗地实现脉搏等生物医学信号的检测。

高度精确性:内部嵌入式ARM Cortex-M4F处理器,带数字信号处理器(DSP)的高性能ARM Cortex-M4F和浮点处理单元能够整合来自内部和外部的多个传感器的数据,以提高精确性(传感器融合),增加数据的可靠性。

集成了Bluetooth无线通信功能:Bluetooth低能耗控制器和射频(RF)电路的集成能够将原始数据和处理数据传输至智能手机和平板电脑等外部设备。可穿戴设备除了小巧的身体外,最重要的一个性能就是与外界互联沟通的能力,TZ1000系列支持低功耗蓝牙无线连接,能够实现快速无缝的数据分享。

东芝还提供附加的技术支持

客户在使用TZ1000系列处理器进行产品设计的时候,还可以获得东芝提供的技术支持,以帮助客户更快速的开发出产品。

在硬件方面,东芝能够为客户提供2种评估板--TypeB和TypeX,用来评估TZ1000系列产品的性能。关于评估版具体信息见图2。

 

 

图2 TZ1000系列产品硬件支持

其中,TypeX评估板允许客户测试生物医学信号的检测功能,并且允许客户追加传感器进行自主研发,以迎接多传感器时代的到来。

东芝不仅能为客户的最终产品提供成熟的硬件技术支持,在软件方面,也能提供东芝专有的软件中间件(见图3),让客户更容易地进行产品开发以缩短产品上市时间。

 

 

图3 TZ1000系列产品软件支持

TZ1000系列能够开发的应用

利用TZ1000可以开发活动监视器,通过加速度计、陀螺仪、压力仪表估计行走步数、距离和负荷;估计用户正在进行的活动和负载(例如散步、跑步、做运动、吃东西等);精确计算消耗的卡路里。还可以开发睡眠分析仪,通过加速度计估计是否进入睡眠状态;估计睡眠阶段等;对于医疗保健,利用TZ1000可以测量脉搏等生物信息,为用户提供更为全面的健康解决方案。

东芝还正在进一步开发以丰富TZ1000系列应用处理器产品,为客户自主设计的最终产品增加更多的可选择性。目前TZ1000应用处理器系列产品主要的技术规格如图4所示。

 

 

图4 TZ1000应用处理器系列产品主要的技术规格

伴随移动互联网生态圈的不断形成以及移动终端设备的普及,医疗行业与互联网结合,移动医疗将开始逐渐显现出其市场价值。而可穿戴设备的到来,将会加快移动医疗的发展,开启医疗智能化时代,把医疗推向一个前所未有的空间,改变甚至覆盖传统医疗,而这正是东芝TZ1000系列的用武之地!


关键词: 东芝 处理器 陀螺仪

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