在設(shè)計血壓計等應(yīng)用時，產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)人員總是被要求創(chuàng)造各種不同的設(shè)計，硬件和軟件維護都成了問題。有沒有一種方案可以實現(xiàn)低端和高端產(chǎn)品之間的兼容性？使得設(shè)計和開發(fā)人員能夠設(shè)計出一個軟硬件平臺，以適應(yīng)各種產(chǎn)品的不同特性？本文將介紹這種方案。

　　產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)人員總是被要求創(chuàng)造各種不同的設(shè)計，從低成本低端產(chǎn)品到高成本高端產(chǎn)品。這就給設(shè)計團隊帶來了問題，因為當(dāng)硬件出現(xiàn)問題時，就必須對三至四個不同硬件主板進行修改。

　　軟件也是一個問題。軟件維護不僅費用昂貴，而且同時維護幾個產(chǎn)品也是一項艱巨的任務(wù)。Flexis QE128微控制器實現(xiàn)了低端和高端產(chǎn)品之間的兼容性。這使得設(shè)計和開發(fā)人員能夠設(shè)計出一個軟硬件平臺，并根據(jù)需要添加和拆解硬件和軟件，以適應(yīng)各種產(chǎn)品的不同特性。

　　硬件架構(gòu)

　　新 Flexis器件能夠讓硬件開發(fā)人員為幾個項目開發(fā)出一個硬件平臺，將那些要求更高集成的設(shè)計部件放入單獨的物料單中。在印刷電路板布局過程中，不同構(gòu)造塊被放入不同區(qū)域并在其自己的區(qū)域內(nèi)走線，使設(shè)計呈現(xiàn)模塊化的視圖。每個模塊都代表一個單獨的構(gòu)造塊，只有在創(chuàng)建新設(shè)計時才添加進去。這種方法就是硬件構(gòu)造塊方法。

　　圖1是高端血壓計演示板的框圖。低端設(shè)計可以使用相同的硬件和印刷電路板，但不能使用系統(tǒng)中未使用的安裝區(qū)。例如，低端應(yīng)用可能不具備在印刷電路板上進行連接的能力，因此，該設(shè)計的物料單可能就不包括與連接有關(guān)的硬件。

圖1：血壓計框圖。

　　軟件架構(gòu)

　　整個平臺的軟件被開發(fā)為非阻塞式，因此，MCU能夠在沒有操作系統(tǒng)的情況下處理幾項不同的任務(wù)。每個模塊都作為獨立狀態(tài)機或基于中斷的流程進行工作，每次MCU通過代碼運行時狀態(tài)機都會自動更新。以這種格式編寫的代碼讓MCU總能返回到主循環(huán)，即使當(dāng)一項任務(wù)正確地停止工作時，MCU也能繼續(xù)運行。圖2 顯示了軟件的工作流程。

圖2：血壓計軟件流程圖。

　　當(dāng)程序中添加新模塊時，初始化代碼就?插入代碼，簡單地調(diào)用一下主循環(huán)內(nèi)的子程序，就能使工作代碼模塊保持運行。

　　血壓計應(yīng)用

　　兩款演示產(chǎn)品顯示出新Flexis器件給設(shè)計和開發(fā)人員帶來的靈活性。該應(yīng)用建立在相同的硬件和軟件平臺上。

　　心跳檢測

　　當(dāng)給綁在一個人手臂上的袖帶放氣時，您可以發(fā)現(xiàn)袖帶上的總壓力有輕微的變化(圖3)。袖帶上的這種壓力變化實際上是由于血液循環(huán)的壓力變化引起的。這種變化通過一個高通濾波器(頻率為1Hz，并設(shè)置偏置)放大。這個新信號就是心跳信號。

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圖3：心跳信號。

　　該信號顯示壓力信號的變化，是一段時間內(nèi)病人心跳的圖形顯示(圖4)。

圖4：一段時間的心跳示意圖。

　　使用HCS08進行心臟收縮和心臟舒張測量

　　使用前面所解釋的心跳檢測，簡單的示波法可用來決定收縮壓(SBP)和舒張壓(DBP)。這種簡單的測量基于這種的觀點，即當(dāng)袖帶充氣時，心跳信號的幅度在整個SBP內(nèi)變化。當(dāng)袖帶放氣時，心跳信號的幅度隨著袖帶壓力傳給病人的收縮壓而升高。隨著袖帶壓力的進一步降低，脈搏的幅度繼續(xù)增加，直到達到最大脈搏，即平均動脈壓(MAP)，然后快速下降，直到達到舒張壓(圖5)。

圖5：心跳與舒張壓的比較。

　　使用Coldfire V1進行心臟收縮和心臟舒張測量

　　如果使用簡單示波法，病人手臂上的袖帶的沖氣壓必須高于病人的收縮壓。而問題是系統(tǒng)并不直到病人的收縮壓，因此，系統(tǒng)就必須給袖帶過度沖氣，以確保能夠發(fā)現(xiàn)收縮壓，但這樣病人會很不舒服。使用Coldfire V1，系統(tǒng)可以采用反向示波法。在該方法中，32位內(nèi)核可以過濾掉袖帶沖氣過程中電機所帶來的噪聲。