醫療原始設備制造商（OEM）在其產(chǎn)品生命周期內面臨著(zhù)從性能、可靠性要求及通過(guò)認證，到確保技術(shù)和產(chǎn)品滿(mǎn)足不斷演進(jìn)的需求等眾多挑戰。處理器的持續演進(jìn)和全新高速串行差分接口的出現促使醫療嵌入式計算機模塊(COM)推出新功能。與此同時(shí)，醫療原始設備制造商（OEM）還可以持續專(zhuān)注于核心業(yè)務(wù)，并遵守產(chǎn)品發(fā)布期限。 　

　　醫療設備設計人員擁有多種嵌入式計算選件，如商業(yè)化現成（COTS主板）、使用壽命較長(cháng)的工業(yè)主板和大容量專(zhuān)用定制解決方案。具有CPU模塊和專(zhuān)用基板的嵌入式計算機模塊（COM）、半定制解決方案可提供一些獨特的優(yōu)勢，這些解決方案在緊湊的外形中提供了高水平的處理性能和I/O寬帶。更為重要的是，嵌入式計算機模塊（COM）解決方案是固有的模塊化解決方案，這有助于設計人員加快上市速度、降低開(kāi)發(fā)成本、最大限度地減少設計風(fēng)險、簡(jiǎn)化未來(lái)的升級路徑、實(shí)現可擴充性并延長(cháng)應用壽命。所有這些優(yōu)勢都有助于增加潛在的市場(chǎng)份額?！?/P>

　　提供新的應用以改進(jìn)醫學(xué)成像和診斷是醫療設備設計人員面臨的最大挑戰之一。與此同時(shí)，處理器技術(shù)的最新進(jìn)展正不斷將更多的性能和更高的能效集成到超小封裝中。在最新的小外形工業(yè)標準嵌入式計算機模塊（COM）中，就可以找到這樣一個(gè)性能/能效范例。這些解決方案均基于最新的45納米英特爾? 處理器技術(shù)?！?/P>

　　醫療設備設計挑戰　　

　　醫療電子設備旨在改善各種醫療專(zhuān)科的患者護理服務(wù)質(zhì)量并降低成本，最終目的是挽救生命。開(kāi)發(fā)醫學(xué)成像應用的在最新的小外形工業(yè)標準嵌入式計算機模塊（COM）面臨著(zhù)嚴峻的設計挑戰，包括功耗、可擴充性、處理能力和應用支持等。隨著(zhù)市場(chǎng)上對移動(dòng)護理點(diǎn)設備需求的增長(cháng)，這些嵌入式計算機模塊（COM）還將面臨尺寸和重量問(wèn)題以及更多的功耗限制。對于醫療專(zhuān)業(yè)人員而言，采用這種便攜式診斷工具對患者進(jìn)行徹底檢查并迅速診斷其病情，高分辨率圖像是必不可少的。這就暗含了一種期望，即希望設備在處理、視頻和數據轉換以及通信方面具有卓越的能力，且所有這一切都集成在一個(gè)小型封裝中?！?/P>

　　與消費類(lèi)市場(chǎng)不同的是某些醫療設備必須符合10至15年的使用壽命要求。隨著(zhù)醫療行業(yè)、計算標準和技術(shù)的不斷發(fā)展，既定設備的要求可能會(huì )在其生命周期內發(fā)生多次變更。因此，設備必須能夠進(jìn)行擴充和升級，以便在無(wú)需完全重新設計設備的前提下更新應用?？紤]到FDA(美國食品和藥物管理局)和其它管制機構進(jìn)行測試和批準所需的時(shí)間，嵌入式醫療應用的上市時(shí)間成為了一個(gè)讓情況變得更加復雜的問(wèn)題。對于任何設備來(lái)說(shuō)，測試都需要巨大的財政開(kāi)支。而醫療 OEM 面臨的嚴格要求則意味著(zhù)必須密切監控設計和開(kāi)發(fā)預算，以實(shí)現持續發(fā)展?！　?

　　嵌入式計算機模塊(COM)的優(yōu)勢　　　

　　硬件設計、固件和驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)以及接口測試只是嵌入式設計的幾個(gè)方面。產(chǎn)品升級可能包括修改上述部分或所有的這些方面。設計定制的整套主板及其外殼（enclosure）需要更長(cháng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間,還會(huì )導致不標準的設備尺寸和接口。由于每次修改時(shí)，為每個(gè)接口開(kāi)發(fā)特定的驅動(dòng)程序都會(huì )發(fā)生相應的成本，因此基于FPGA完全定制的小型設計也同樣沒(méi)有吸引力。所需進(jìn)行的測試也是一個(gè)問(wèn)題。針對每個(gè)新的處理器和總線(xiàn)去設計、調試和支持單板計算機顯然是行不通的。畢竟，定制設計的程序一般就需要24周?！?/P>

　　嵌入式計算機模塊（COM）方法可將整個(gè)計算機主機裝置置于一個(gè)小外形模塊中。該模塊可安裝在包含專(zhuān)用I/O和電源電路的載板上。所有標準的PC功能，如顯卡、以太網(wǎng)和總線(xiàn)等，可通過(guò)商業(yè)化模塊添加。然后，開(kāi)發(fā)定制基板，以連接專(zhuān)用的外設，如存儲設備、擴展插槽和嵌入式計算機模塊（COM）連接器。鑒于這種模塊性，醫療OEM可在擴展產(chǎn)品組合或修改現有設計（尤其是必須在5至10年的生命周期內時(shí)時(shí)保持更新的設計）時(shí)通過(guò)嵌入式計算機模塊（COM）降低成本和縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間?！　　?/P>

　　無(wú)需對基板進(jìn)行單一修改就能實(shí)現性能升級。不用重新設計整個(gè)主板；安裝同一系列的新模塊即可。隨后，該設計即可進(jìn)入審批流程。通過(guò)此過(guò)程，原來(lái)需要多位工程師進(jìn)行幾個(gè)月的項目，現在由一位工程師用一周的時(shí)間就能完成。由于在所有更新過(guò)程中，I/O都無(wú)需修改，因此大大降低了EN 60601-1部件1、2和4測試的失敗風(fēng)險，估計可節省40%的重新測試成本。這種設計進(jìn)度和成本優(yōu)化對保持市場(chǎng)競爭力至關(guān)重要?！?/P>

　　先進(jìn)的嵌入式計算機模塊(COM) 解決方案　

　　直到最近，便攜式超聲波設備依然會(huì )為了移動(dòng)性而犧牲圖像質(zhì)量，因此發(fā)揮不了多大作用。相關(guān)處理器的功耗也很高，這就削弱了無(wú)風(fēng)扇設計的優(yōu)勢并縮短了電池使用時(shí)間。此外，目前尚沒(méi)有完全符合所有設備要求的標準化嵌入式計算平臺。而融入到超小嵌入式計算機模塊（COM）外形中的先進(jìn)制程技術(shù)可緩解這些問(wèn)題，并提供一個(gè)標準化、超便攜、高性能的嵌入式計算平臺。該平臺可提供千兆位以太網(wǎng)、 PCI Express x1通道等接口和兩個(gè)SATA II 端口。

　　COM Express Basic Form Factor

　　例如，COM-Express兼容模塊的nanoETXexpress家族，其占地面積僅是原始COM-Express-standard“基本”外形模塊的39%（見(jiàn)圖）。nanoETXexpress-SP COM基于英特爾 凌動(dòng)處理器。與英特爾系統控制器中樞US15W結合使用，英特爾?凌動(dòng)?處理器Z5xx系列可實(shí)現比超低壓英特爾賽揚 M處理器更小的占地面積和更低的熱設計功耗。1.1和1.6 GHz之間的主頻可在不到5 W的熱設計功耗內提供高性能，從而支持無(wú)風(fēng)扇設計。通過(guò)32位浮點(diǎn)運算、硬件視頻解碼、雙獨立顯示器、超線(xiàn)程技術(shù)和24位彩色支持，可提供卓越的圖像質(zhì)量。低功耗前端總線(xiàn)的數據傳輸率最高可達533 MHz。此外，在SSE3的13條額外指令改進(jìn)多媒體指令支持的同時(shí)，C6低功耗狀態(tài)可減少功耗。USB和無(wú)線(xiàn)連接也有多種選擇?！?/P>

　　隨著(zhù)此模塊的發(fā)布，以前因尺寸、性能問(wèn)題或功限制耗而受到阻礙的應用，現在都可以使用標準嵌入式計算機模塊（ＣＯＭ）實(shí)施方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)．遵守PICMG,COM Ex-press標準可確保兼容性和可擴展性。一個(gè)這種新型嵌入式計算機模塊(COM)可能的應用領(lǐng)域就是便攜式超聲波設備。此類(lèi)設備可通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將圖象傳輸到標準的電腦，以進(jìn)行遠程診斷。例如，EMT可在首次接觸病人時(shí)使用此設備，以便醫生能夠在親自看到病人前就開(kāi)始診療流程。此應用在改善患者護理服務(wù)質(zhì)量的同時(shí),還提供了極大的便利性并節省了時(shí)間。對于采用信用卡大小嵌入式計算機模塊(COM)的移動(dòng)醫療設備來(lái)說(shuō),存在著(zhù)許多可能性。在某些情況下,它們甚至可以幫助臨床醫生挽救生命。

　　Christine Van De Graaf 是北加州硅谷的控創(chuàng )美國分公司嵌入式模塊部門(mén)的產(chǎn)品市場(chǎng)推廣經(jīng)理。她在嵌入式計算技術(shù)行業(yè)有著(zhù)七年多的工作經(jīng)驗。Van De Graaf 擁有加利福尼亞州 Hayward 州立大學(xué)頒發(fā)的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)管理 MBA 學(xué)位。