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MEDICAL 7 - aprile 2015

VIII

Medical

ta oppure wireless. Per espletare tutte queste funzioni sono

solitamente impiegati differenti dispositivi discreti.

Per i dispositivi medicali portatili un elemento sicuramen-

te critico è una gestione efficiente della potenza. In questo

articolo sono descritte le caratteristiche salienti di un SoC

(System-on-Chip) a basso consumo adatto alla realizzazione

di dispositivi medicali portatili che utilizzano per l’alimen-

tazione una batteria primaria (alcalina o a bottone) o una

batteria ricaricabile.

In seguito si vedrà come l’aggiunta di un integrato per la

gestione della potenza (PMIC – Power Management IC)

permetta di supportare ulteriori funzionalità. Nel corso

dell’articolo, dopo l’analisi di un tipico progetto discreto, si

esamineranno i vantaggi – aumento delle prestazioni senza

penalizzare il budget di potenza – legati all’uso di una solu-

zione integrata. Un altro aspetto interessante è l’esame dei

circuiti integrati di nuova generazione, grazie ai quali è pos-

sibile ridurre gli ingombri, ottimizzare l’uso della potenza

e aumentare la sicurezza con una connessione USB. “Last

but not least”, la semplicità di connessione di un moderno

dispositivo medicale portatile con uno smartphone apre la

strada a una gamma di applicazioni e di utilizzo dei dati

praticamente illimitata.

Gli svantaggi di una soluzione discreta

Il primo passo è senza dubbio una sintetica analisi di uno

schema a blocchi funzionale tipico di una soluzione di po-

tenza di tipo discreto (Fig. 1). Il blocco preposto alla gestio-

ne della potenza è formato dai seguenti elementi: isolatore

di batteria, carica batteria, indicatore del livello di carica

(fuel gauge), alimentatore per la retro-illuminazione e re-

golatore lineare o a commutazione. Il front-end analogico,

da parte sua, prevede convertitori (sia A/D sia D/A), ampli-

ficatori operazionali, comparatori, commutatori analogici

e un riferimento di tensione. Come si può facilmente intu-

ire, l’uso di un numero così elevato di componenti discre-

ti potrebbe avere un impatto negativo sull’affidabilità del

sistema complessivo e contribuire ad aumentare ingombro

sulla scheda e costi.

Migliori prestazioni con una soluzione integrata

Grazie alla recente disponibilità di una soluzione integrata

che prevede l’uso due chip – un microcontrollore di tipo

SOC e un PMIC – è possibile incrementare sensibilmente le

prestazioni complessive del dispositivo. (Fig. 2).

Un microcontrollore SoC sicuro per il settore medicale

Il microcontrollore SoC MAX32600 (Fig. 3), basato sul

core Cortex M3, si differenzia nettamente dalle soluzioni

attualmente disponibili sul mercato grazie all’integrazione

di un AFE ad alte prestazioni e di funzionalità di sicurez-

za avanzate che assicurano la massima protezione dei dati.

Un’interfaccia per comunicazioni cablate e wireless per-

mette all’utilizzatore di scegliere diverse modalità per la

Fig. 2 - Una soluzione integrata che utilizza il microcontrollore SoC MAX32600 e un PMIC, entrambi rea-

lizzati da Maxim, è possibile semplificare il progetto e migliorare le prestazioni