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    醫療原始設備制造商（OEM）在其產品生命周期內面臨著從性能、可靠性要求及通過認證，到確保技術和產品滿足不斷演進的需求等眾多挑戰。處理器的持續演進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，醫療原始設備制造商（OEM）還可以持續專注于核心業務，并遵守產品發布期限。 　

　　醫療設備設計人員擁有多種嵌入式計算選件，如商業化現成（COTS主板）、使用壽命較長的工業主板和大容量專用定制解決方案。具有CPU模塊和專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、降低開發成本、最大限度地減少設計風險、簡化未來的升級路徑、實現可擴充性并延長應用壽命。所有這些優勢都有助于增加潛在的市場份額。　

　　提供新的應用以改進醫學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，處理器技術的最新進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標準嵌入式計算機模塊（COM）中，就可以找到這樣一個性能/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。　

　　醫療設備設計挑戰　　

　　醫療電子設備旨在改善各種醫療專科的患者護理服務質量并降低成本，最終目的是挽救生命。開發醫學成像應用的在最新的小外形工業標準嵌入式計算機模塊（COM）面臨著嚴峻的設計挑戰，包括功耗、可擴充性、處理能力和應用支持等。隨著市場上對移動護理點設備需求的增長，這些嵌入式計算機模塊（COM）還將面臨尺寸和重量問題以及更多的功耗限制。對于醫療專業人員而言，采用這種便攜式診斷工具對患者進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小型封裝中。　

　　與消費類市場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。隨著醫療行業、計算標準和技術的不斷發展，既定設備的要求可能會在其生命周期內發生多次變更。因此，設備必須能夠進行擴充和升級，以便在無需完全重新設計設備的前提下更新應用。考慮到FDA(美國食品和藥物管理局)和其它管制機構進行測試和批準所需的時間，嵌入式醫療應用的上市時間成為了一個讓情況變得更加復雜的問題。對于任何設備來說，測試都需要巨大的財政開支。而醫療 OEM 面臨的嚴格要求則意味著必須密切監控設計和開發預算，以實現持續發展。　　

　　嵌入式計算機模塊(COM)的優勢　　　

　　硬件設計、固件和驅動程序開發以及接口測試只是嵌入式設計的幾個方面。產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）需要更長的開發時間,還會導致不標準的設備尺寸和接口。由于每次修改時，為每個接口開發特定的驅動程序都會發生相應的成本，因此基于FPGA完全定制的小型設計也同樣沒有吸引力。所需進行的測試也是一個問題。針對每個新的處理器和總線去設計、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。　

　　嵌入式計算機模塊（COM）方法可將整個計算機主機裝置置于一個小外形模塊中。該模塊可安裝在包含專用I/O和電源電路的載板上。所有標準的PC功能，如顯卡、以太網和總線等，可通過商業化模塊添加。然后，開發定制基板，以連接專用的外設，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年的生命周期內時時保持更新的設計）時通過嵌入式計算機模塊（COM）降低成本和縮短開發時間。　　　

　　無需對基板進行單一修改就能實現性能升級。不用重新設計整個主板；安裝同一系列的新模塊即可。隨后，該設計即可進入審批流程。通過此過程，原來需要多位工程師進行幾個月的項目，現在由一位工程師用一周的時間就能完成。由于在所有更新過程中，I/O都無需修改，因此大大降低了EN 60601-1部件1、2和4測試的失敗風險，估計可節省40%的重新測試成本。這種設計進度和成本優化對保持市場競爭力至關重要。　

　　先進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為了移動性而犧牲圖像質量，因此發揮不了多大作用。相關處理器的功耗也很高，這就削弱了無風扇設計的優勢并縮短了電池使用時間。此外，目前尚沒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）外形中的先進制程技術可緩解這些問題，并提供一個標準化、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、 PCI Express x1通道等接口和兩個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%（見圖）。nanoETXexpress-SP COM基于英特爾 凌動處理器。與英特爾系統控制器中樞US15W結合使用，英特爾?凌動?處理器Z5xx系列可實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，從而支持無風扇設計。通過32位浮點運算、硬件視頻解碼、雙獨立顯示器、超線程技術和24位彩色支持，可提供卓越的圖像質量。低功耗前端總線的數據傳輸率最高可達533 MHz。此外，在SSE3的13條額外指令改進多媒體指令支持的同時，C6低功耗狀態可減少功耗。USB和無線連接也有多種選擇。　

　　隨著此模塊的發布，以前因尺寸、性能問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）實施方法進行開發．遵守PICMG,COM Ex-press標準可確保兼容性和可擴展性。一個這種新型嵌入式計算機模塊(COM)可能的應用領域就是便攜式超聲波設備。此類設備可通過無線方式將圖象傳輸到標準的電腦，以進行遠程診斷。例如，EMT可在首次接觸病人時使用此設備，以便醫生能夠在親自看到病人前就開始診療流程。此應用在改善患者護理服務質量的同時,還提供了極大的便利性并節省了時間。對于采用信用卡大小嵌入式計算機模塊(COM)的移動醫療設備來說,存在著許多可能性。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美國分公司嵌入式模塊部門的產品市場推廣經理。她在嵌入式計算技術行業有著七年多的工作經驗。Van De Graaf 擁有加利福尼亞州 Hayward 州立大學頒發的市場營銷管理 MBA 學位。