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ANLOGIK: Entwurf eines Beatmungssystems basierend auf FPGA SoC

Das Beatmungsgerät ist ein Instrument, das die Atmung des Patienten vollständig ersetzen oder eine unterstützte Atemfunktion erreichen kann. Es ist für Patienten mit Atemstillstand oder sogar Atemstillstand geeignet. Es kann Patienten helfen, Sauerstoff einzuatmen und Kohlendioxid auszuscheiden. Es gibt viele schwere Fälle von Patienten mit neuer Koronarpneumonie, und das Beatmungsgerät ist eine große Hilfe.

Anlu Technology ist ein lokaler FPGA-Anbieter in China, der FPGA-basierte SoC-Produkte anbietet. In diesem Artikel wird die Verwendung des SoC-Chips der EF2M-Serie als Hauptsteuerung empfohlen und ein Systemsteuerungsschema für Überdruckventilatoren vorgeschlagen.

Das Überdruckbeatmungsgerät sendet Luft in die Lunge, indem es den Druck in den Atemwegen erhöht, und der Druck in der Lunge steigt an, um die Lungenhöhle zu erweitern. Dann wird der Druck reduziert. Wenn der Druck verloren geht, zieht sich die Lunge aufgrund der Elastizität des Lungengewebes in ihre ursprüngliche Form zurück und atmet Kohlendioxid aus dem Körper aus. Die meisten Beatmungsgeräte verwenden derzeit diese Methode zur Erhöhung des Atemwegsdrucks, um Patienten aufzublasen.

Im Allgemeinen wird ein Gleichstrommotor verwendet, um den Luftdruck des Beatmungsgeräts zu steuern. Der Motor wird durch ein PWM-Signal gesteuert. Durch Einstellen des Arbeitszyklus und der Periode des PWM-Signals kann die Drehzahl des Motors gesteuert werden. Die FPGA-Logik kann hochpräzise PWM-Signale erzeugen. Die Druckregelung ist reibungslos und genau und bietet einen komfortablen und stabilen Luftdruck.

Nachdem der Gleichstrommotor funktioniert, wird der Luftstrom zur Maske geleitet. In der Maske befindet sich ein Drucksensor. Der Drucksensor wandelt den Druck in ein Stromsignal um und sendet es an die Hauptsteuerkarte, um vom ADC gesammelt zu werden. Der So2 EF2M45LG144 von Anlu integriert zwei ADCs und kann bis zu 15 analoge Signale erfassen. Nachdem die Luftdruckdaten erhalten wurden, wird der Luftstrom auf Rückkopplung eingestellt, wodurch plötzliche Fehlfunktionen, Luftlecks und Abweichungen der Druckgenauigkeit aufgrund von Schwankungen der Versorgungsspannung verhindert werden können.

Anlu SoC ist ein Single-Chip-System, das FPGA, MCU, ADC und Flash integriert. Das Blockdiagramm lautet wie folgt:

Das Gerät Anlu EF2M45LG144 bietet die folgenden Vorteile bei der Steuerung des Beatmungssystems:

1. Unterstützt bis zu 114 Allzweck-E / A, mit denen Tasten, Anzeige, Kommunikation und weitere externe Schnittstellen verbunden werden können.

2. Eingebauter CortexM3-Hardcore, Arbeitsfrequenz 125 MHz, integriertes I2C, SPI, Uart und andere Peripheriegeräte, On-Chip-SRAM mit großer Kapazität als ROM, RAM, das für die MCU-Arbeit erforderlich ist, ist ein vollständiges Einzelchip-System. Das Einzelchip-Mikrocomputersystem kann Funktionen wie Parametereinstellung, Datenübertragung, Statusanzeige und Verwaltungsinteraktion ausführen.

3. Die MCU interagiert mit der FPGA-Logik über den AHB-Bus, um die Parameterkonfiguration des PWM-Signals abzuschließen und die PWM Schritt für Schritt anzupassen, damit sich der Luftstrom nicht plötzlich ändert und sich das Atmungssystem des Patienten unwohl fühlt.

4. Eingebauter ADC, sammeln Sie bis zu 15 analoge Signale.

5. Eingebauter Flash, der das MCU-Programm und die FPGA-Konfiguration speichert. Nach dem Einschalten des Chips können sowohl die MCU als auch das FPGA ihre Arbeit aufnehmen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auswahl des Anlu SoC-Chips einen hohen Integrationsgrad aufweist, der die Systemschaltung erheblich vereinfachen, die Flexibilität des Systems verbessern und die Kostenleistung verbessern kann. Zusätzlich zu den klinisch verwendeten medizinischen Beatmungsgeräten mit der Verbesserung des Lebensstandards achten die Menschen mehr auf die Gesundheit. Leichte Beatmungsgeräte eignen sich für Lungenherzerkrankungen, Asthma, Schnarchen, Apnoe und andere Symptome. Sie sind für den Heimgebrauch notwendig und haben eine sehr breite Marktperspektive.

Über die Anlu-Technologie

Die Shanghai Anlu Information Technology Co., Ltd. (als "Anlu Technology" bezeichnet) wurde 2011 gegründet und konzentriert sich auf hochintegrierte, leistungsstarke programmierbare Logikbausteine (FPGAs), programmierbare System-on-Chips (SoCs) und künstliche Intelligenz -orientierter KI-Allzweckbeschleunigungschip und entsprechende Forschung, Entwicklung und Industrialisierung von Algorithmus-Softwaresystemen.

Anlu Technology ist in China verwurzelt und blickt auf die Welt. Es schließt die Lücken auf dem chinesischen FPGA-Industriemarkt und hat sich zum Ziel gesetzt, der Hauptlieferant von FPGA-Chips auf dem Mainstream-Kommunikationsmarkt zu werden und der Hauptlieferant von SoC-Chips auf dem Markt für industrielle Steuerung und Automobilelektronik zu werden. und zum Feld der allgemeinen Rechenchips für künstliche Intelligenz werden. Wichtiger Lösungslieferant.