dangran，shebeikaifazhebixumanzufeichangyangedezhizaoyaoqiu。kechuandaiyiliaoshebeibixuwaixingxiaoqiao，nenggouchixubaochilianjie

，bingqiejuyoujiaochangdedianchixuhangshijian。tamenjiangnengzaishebeineitigonggengduojisuanziyuan。shichangjingzhengriqufuzaqieriyijilie，ershebeikaifazhebixuzaizheyangdeshichangzhongshengcunxialai。weiledadaozhegemubiao
，shebeikaifazhebixugoujiankuaisu、靈活、輕巧而又具成本效益的平台（圖 1）。

 

圖 1： 軟件平台必須覆蓋所有非應用程序特定代碼。

 

 

可穿戴醫療設備分為兩大類：yicixingshebeiyijikezhongfushiyongshebei。yicixingshebeishuyuxiangduijiaoxindeshichanglingyu，youyuzhexieshebeidechanpinshoumingxiangduijiaoduan，yinciqifazhanjiaoweikuaisu。xiangfan

，kezhongfushiyongshebeizeyaoqiugengchangdechanpinshouminghegenggaodeanquanxing
，yijihengaodekekaoxingxishu。

 

驅(qu)動(dong)一(yi)次(ci)性(xing)設(she)備(bei)發(fa)展(zhan)的(de)模(mo)式(shi)是(shi)薄(bo)利(li)高(gao)產(chan)量(liang)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)這(zhe)個(ge)目(mu)標(biao)，一(yi)次(ci)性(xing)設(she)備(bei)必(bi)須(xu)讓(rang)資(zi)源(yuan)最(zui)有(you)限(xian)的(de)處(chu)理(li)器(qi)提(ti)供(gong)最(zui)多(duo)的(de)功(gong)能(neng)。為(wei)了(le)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)提(ti)高(gao)收(shou)入(ru)，設(she)備(bei)開(kai)發(fa)者(zhe)通(tong)常(chang)會(hui)針(zhen)對(dui)最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)群(qun)體(ti)提(ti)供(gong)一(yi)係(xi)列(lie)產(chan)品(pin)
，以(yi)價(jia)格(ge)換(huan)取(qu)功(gong)能(neng)。為(wei)產(chan)品(pin)的(de)每(mei)項(xiang)功(gong)能(neng)編(bian)寫(xie)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)的(de)做(zuo)法(fa)不(bu)太(tai)合(he)算(suan)。

 

因(yin)此(ci)，必(bi)須(xu)構(gou)建(jian)一(yi)個(ge)通(tong)用(yong)軟(ruan)件(jian)環(huan)境(jing)，既(ji)可(ke)支(zhi)持(chi)單(dan)種(zhong)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)
，也(ye)能(neng)夠(gou)在(zai)各(ge)種(zhong)計(ji)算(suan)資(zi)源(yuan)之(zhi)間(jian)無(wu)縫(feng)遷(qian)移(yi)。此(ci)類(lei)環(huan)境(jing)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)壓(ya)縮(suo)到(dao)最(zui)精(jing)簡(jian)的(de)係(xi)統(tong)，它(ta)們(men)通(tong)常(chang)隻(zhi)提(ti)供(gong)很(hen)少(shao)的(de)存(cun)儲(chu)器(qi)資(zi)源(yuan)，但(dan)能(neng)夠(gou)進(jin)行(xing)擴(kuo)展(zhan)以(yi)支(zhi)持(chi)更(geng)加(jia)豐(feng)富(fu)的(de)功(gong)能(neng)。

 

kezhongfushiyongshebeishichangxiangshebeikaifazhetichuleyixiliebutongdetiaozhan。shebeizhizaoshangxiangshichangtigongdezhuyaozengzhishizuizhongkehushiyongdechuliqibuzaishilinshixingzhide。bandaotigongyingshangzhichideshebeishengmingzhouqicunzaihendachayi。yiliaoxingyekehutongchangbuxiwangchanpingenghuanzhouqidadaoshinianshenzhigengchang。yaoxiaochuzhezhongchongtu，bingqieweichibiyaodeyingyongchengxudaimashengmingzhouqiyibaochiyingli，jiuyaoshejiwendingdebiancheng API，而不是特定的處理器設備。

 

 

我們一直都有能力製造出足夠小巧
、便於佩戴的設備。當前設備與以往設備的區別在於是否能提供全球連接——包括直接連接到互聯網或雲
，或者連接到本地中間設備（可穿戴醫療設備與用戶的智能手機配對），再通過中間設備連接到互聯網。這種連接可能是間斷的（使用無線連接或臨時的有線連接），也可能是持續的（使用某一種無線選項）。

 

有(you)線(xian)選(xuan)項(xiang)是(shi)成(cheng)本(ben)最(zui)低(di)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)，但(dan)卻(que)最(zui)不(bu)靈(ling)活(huo)。不(bu)過(guo)，對(dui)於(yu)低(di)成(cheng)本(ben)設(she)備(bei)而(er)言(yan)
，它(ta)們(men)仍(reng)然(ran)是(shi)可(ke)行(xing)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。當(dang)通(tong)過(guo)有(you)線(xian)鏈(lian)路(lu)連(lian)接(jie)到(dao)可(ke)穿(chuan)戴(dai)係(xi)統(tong)供(gong)應(ying)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)另(ling)一(yi)部(bu)設(she)備(bei)時(shi)
，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)極(ji)其(qi)簡(jian)單(dan)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)法(fa)，例(li)如(ru) SPI 和 I2C。相反，當連接到通用的計算設備時，則需要使用更為開放的標準，例如 USB。使用過這些不同連接方法的工程師知道
，USB 和(he)其(qi)他(ta)簡(jian)單(dan)連(lian)接(jie)方(fang)法(fa)的(de)協(xie)議(yi)複(fu)雜(za)性(xing)相(xiang)差(cha)很(hen)遠(yuan)。連(lian)接(jie)選(xuan)項(xiang)很(hen)可(ke)能(neng)在(zai)設(she)備(bei)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)內(nei)變(bian)化(hua)，甚(shen)至(zhi)在(zai)開(kai)發(fa)周(zhou)期(qi)內(nei)變(bian)化(hua)。操(cao)作(zuo)環(huan)境(jing)應(ying)該(gai)能(neng)夠(gou)最(zui)有(you)效(xiao)地(di)將(jiang)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)層(ceng)與(yu)底(di)層(ceng)連(lian)接(jie)方(fang)法(fa)隔(ge)離(li)開(kai)。

 

然而，未來的可穿戴醫療設備的趨勢是使用無線連接方式。雖然 USB 是比 SPI 更加複雜的協議，但各種不同的無線連接選項遠比 USB 複雜得多，特別是在涉及安全性時。無線連接方法包括近場無線電、藍牙/BLE、Wi-Fi，以及蜂窩移動網絡（圖 2）。在這些無線連接方麵
，技術、xieyihexuanxiangdouzaikuaisubianhua。gengjiazhongyaodeshi
，zhexiexitongdechengbenyehuifashengbianhua，suiranzaidangqiankanlai，zhexiejiejuefangansihuguoyuanggui
，danzaijinhouhenkenengchengweijingjishihuidebiaozhun
，dangyingyongchengxucengdaimakeyiweichihenchangdeshengmingzhouqishi。

 

圖 2：無線連接選項豐富多樣而又在不斷變化。

 

實時操作係統 (RTOS) 環境具有 SPI 級別接口

，當前能夠應用於最精簡的設備中，並且能夠實現向全蜂窩連接的遷移（無論是整個產品係列還是產品生命周期）
，它們無疑能夠讓可佩戴醫療設備 OEM 廠商適應可能出現的任何形勢。

 

 

可(ke)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)的(de)電(dian)池(chi)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)顯(xian)然(ran)是(shi)一(yi)大(da)關(guan)鍵(jian)要(yao)素(su)。對(dui)於(yu)人(ren)們(men)隨(sui)身(shen)攜(xie)帶(dai)或(huo)佩(pei)戴(dai)的(de)任(ren)何(he)設(she)備(bei)而(er)言(yan)，重(zhong)量(liang)始(shi)終(zhong)都(dou)是(shi)一(yi)個(ge)倍(bei)受(shou)關(guan)注(zhu)的(de)指(zhi)標(biao)，而(er)電(dian)池(chi)又(you)是(shi)所(suo)有(you)便(bian)攜(xie)式(shi)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)最(zui)笨(ben)重(zhong)部(bu)件(jian)。最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)減(jian)少(shao)功(gong)耗(hao)可(ke)以(yi)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)
，但(dan)對(dui)於(yu)整(zheng)天(tian)甚(shen)至(zhi)夜(ye)間(jian)都(dou)要(yao)使(shi)用(yong)設(she)備(bei)的(de)用(yong)戶(hu)來(lai)說(shuo)，光(guang)做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)還(hai)遠(yuan)遠(yuan)不(bu)夠(gou)。在(zai)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)電(dian)源(yuan)需(xu)求(qiu)的(de)同(tong)時(shi)，還(hai)要(yao)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)減(jian)小(xiao)電(dian)池(chi)尺(chi)寸(cun)。智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)等(deng)設(she)備(bei)采(cai)用(yong)特(te)定(ding)尺(chi)寸(cun)的(de)電(dian)池(chi)，由(you)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)特(te)定(ding)的(de)電(dian)量(liang)。而(er)這(zhe)一(yi)參(can)數(shu)通(tong)常(chang)是(shi)固(gu)定(ding)不(bu)變(bian)的(de)，因(yin)此(ci)隻(zhi)需(xu)達(da)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)，就(jiu)能(neng)滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)的(de)需(xu)求(qiu)。但(dan)可(ke)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)並(bing)非(fei)如(ru)此(ci)。當(dang)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)確(que)定(ding)之(zhi)後(hou)，必(bi)須(xu)不(bu)斷(duan)地(di)降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)，因(yin)為(wei)每(mei)次(ci)降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)都(dou)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)減(jian)小(xiao)電(dian)池(chi)尺(chi)寸(cun)和(he)重(zhong)量(liang)。

 

dangqiandexiandaichuliqitigongleyixilieyouxiaodejienenggongneng。yihandeshi
，zhexiegongnengfeichangfuza，bujingongnengzhijiantongchangjuyouhengaodexianghuyilaixing，erqieqihaiyaoyilaiyuyaoshishidetedingjienengmoshibuxiangguandexitongbujian。liru，genggaiqijianshizhongpinlvhuiyingxiangtongxinshizhongsulv，jibiantongxinwaiweishebeimeiyougenggaitamendedianyuanzhuangtaiyeshiruci。suoyouzhexieyinsuleijiaqilai
，yejiurangyingyongchengxukaifarenyuangengjiabukanzhongfu
，yinweitamenyuanbenjiuchengdanlewanchengmubiaoyingyongdezhongren。nengfourangdianchitigonggenggaodedianliang，jiangjuedingshebeizaishichangshangdejingzhengli。shebeikaifazhemianlinzheshuangzhongyali，jiyaorangruanjiandadaohuochaochuyingyongchengxuyaoqiu
，youyaojianguxiangmudewaiweishebeidechicun，zheyangcainengzaishichangshanglizu。

 

圖 3：功率優化涉及到所有可穿戴設備元器件。

 

要解決這個問題
，就需要在集成了電源管理功能並將其作為環境必不可少的一部分的軟件平台上開發應用程序（圖 3）。大部分大型通用操作係統都包括一係列非常先進的電源管理功能；但(dan)是(shi)，這(zhe)些(xie)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)在(zai)麵(mian)向(xiang)便(bian)攜(xie)式(shi)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)的(de)處(chu)理(li)設(she)備(bei)中(zhong)並(bing)不(bu)能(neng)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)。大(da)部(bu)分(fen)實(shi)時(shi)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)都(dou)提(ti)供(gong)某(mou)種(zhong)形(xing)式(shi)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)，最(zui)常(chang)見(jian)的(de)是(shi) Tick 抑製，當沒有計劃運行的任務時，它將中斷內核周期性定時器 Tick，直至下一個定時器事件。可穿戴設備需要其他更為複雜的方法，而這樣的方法在 RTOS 中非常罕見。目前隻有 Mentor Graphics 的 Nucleus RTOS 可提供對所有器件節能功能的內置支持，包括動態電壓頻率調整 (DVFS)，以及對外圍設備之間所有交互的外圍設備功率級別的完全控製和對內核操作時鍾周期的完全控製（圖 4）。

 

圖 4： 結構化電源框架優化開發工作。

 

 

為wei了le適shi應ying可ke穿chuan戴dai醫yi療liao設she備bei的de物wu理li外wai形xing參can數shu，電dian子zi設she備bei能neng夠gou容rong納na元yuan器qi件jian的de空kong間jian很hen小xiao，散san熱re能neng力li也ye比bi較jiao有you限xian。散san熱re問wen題ti和he功gong耗hao問wen題ti一yi直zhi都dou是shi我wo們men在zai努nu力li解jie決jue的de兩liang大da問wen題ti。由you於yu物wu理li尺chi寸cun限xian製zhi，導dao致zhi我wo們men通tong常chang選xuan擇ze MCU 片上係統 (SoC) 作(zuo)為(wei)內(nei)核(he)處(chu)理(li)引(yin)擎(qing)。雖(sui)然(ran)這(zhe)些(xie)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)容(rong)納(na)很(hen)多(duo)不(bu)同(tong)尺(chi)寸(cun)的(de)外(wai)圍(wei)設(she)備(bei)

，但(dan)由(you)於(yu)存(cun)儲(chu)器(qi)容(rong)量(liang)問(wen)題(ti)，我(wo)們(men)無(wu)法(fa)控(kong)製(zhi)存(cun)儲(chu)器(qi)的(de)幾(ji)何(he)形(xing)狀(zhuang)。每(mei)個(ge)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)都(dou)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)存(cun)儲(chu)空(kong)間(jian)。而(er)小(xiao)型(xing)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)存(cun)儲(chu)器(qi)，包(bao)括(kuo)易(yi)失(shi)性(xing)和(he)非(fei)易(yi)失(shi)性(xing)存(cun)儲(chu)器(qi)
，更(geng)是(shi)如(ru)此(ci)。設(she)備(bei)開(kai)發(fa)者(zhe)最(zui)不(bu)希(xi)望(wang)看(kan)到(dao)的(de)就(jiu)是(shi)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)與(yu) RTOS 爭奪資源。正是這個問題妨礙了通用操作係統進入可穿戴醫療設備領域。考慮采用某個 RTOS 時，它必須能夠在代碼和數據需求方麵都壓縮到最小，以完美貼合 2K 精簡內核
，如此就更能夠在最為低端的設備領域中經久不衰。這個 RTOS haibixunenggoukuozhan，yiyunxinggongnengzuiquanmiandefuwu，lirufengwoyidongtongxin。ruguozuobudao，shebeikaifazhebixuchangshizhichikuayueduogecaozuoxitonghuanjingdeyingyongchengxu。

 

 

有些人還記得，在 PC 革命興起初期，廣告商、營銷人員和科技雜誌關注的焦點是時鍾速度、zongxiandaxiaoheqitajishuxijie。xiandaishebeideweiyipandingbiaozhunshizhongduanyonghutiyan。youxiekaifazhezaigongchengfangmianqudelezhongdatupo，rangwandainenggouyunxingdaliangzhiling，zhekenengshizaitongxingzhijiankuayaodeziben，danbingfeijuedingxingdeyinsu。zhejiuposhishebeikaifazhebixuyongzuishaodeyingjiantigongzuifengfudegongneng。wulunshizuixiaodecunchuqi、最慢的時鍾（設備限製或實際使用），還是體積最小的電池，工程師都能夠在設備中（很多情況下是一次性設備）提供神奇的功能。

 

 

當今的市場需要更為複雜多樣、物(wu)超(chao)所(suo)值(zhi)而(er)又(you)先(xian)進(jin)的(de)底(di)層(ceng)硬(ying)件(jian)，要(yao)在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)市(shi)場(chang)上(shang)生(sheng)存(cun)下(xia)來(lai)，應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)必(bi)須(xu)在(zai)功(gong)能(neng)強(qiang)大(da)且(qie)非(fei)常(chang)靈(ling)活(huo)的(de)平(ping)台(tai)上(shang)運(yun)行(xing)。這(zhe)種(zhong)平(ping)台(tai)必(bi)須(xu)非(fei)常(chang)精(jing)簡(jian)
，同(tong)時(shi)還(hai)能(neng)夠(gou)優(you)化(hua)特(te)定(ding)硬(ying)件(jian)特(te)性(xing)。這(zhe)種(zhong)平(ping)台(tai)不(bu)再(zai)完(wan)全(quan)取(qu)決(jue)於(yu)處(chu)理(li)架(jia)構(gou)或(huo)外(wai)圍(wei)設(she)備(bei)集(ji)合(he)，還(hai)要(yao)取(qu)決(jue)於(yu)它(ta)為(wei)開(kai)發(fa)者(zhe)提(ti)供(gong)的(de)編(bian)程(cheng)環(huan)境(jing)。滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)條(tiao)件(jian)的(de)標(biao)準(zhun)平(ping)台(tai)
，例(li)如(ru) Windows、Android、iOS

、Linux 等操作係統，超出了最低硬件要求的底限。一旦超出這些底限，則無法滿足可穿戴醫療設備在價格、電源和物理限製方麵的要求。因此
，我們需要具有高適應性和可擴展性的 RTOS 環境，用以取代裸機係統，滿足對功能全麵的低端操作係統的需求。

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