ANLOGIC: Dizajn prezračevalnega sistema na osnovi FPGA SoC

Prezračevalnik je instrument, ki lahko v celoti nadomesti bolnikovo dihanje ali doseže pomožno dihalno funkcijo. Primeren je za bolnike z odpovedjo dihanja ali celo zaustavljenim dihanjem. Bolnikom lahko pomaga vdihavati kisik in izpušča ogljikov dioksid. Obstaja veliko hudih primerov bolnikov z novo koronarno pljučnico, v veliko pomoč pa je tudi ventilator.

Anlu Technology je lokalni dobavitelj FPGA na Kitajskem, ki ponuja izdelke SoC na osnovi FPGA. Ta članek priporoča uporabo glavnega krmilnika čip serije E2 EF2M in predlaga sistemsko krmiljenje za ventilator s pozitivnim tlakom.

Ventilator s pozitivnim tlakom pošilja zrak v pljuča s povečanjem tlaka v dihalnih poteh, tlak v pljučih pa se poveča, da razširi pljučno votlino. Nato se tlak zmanjša. Ko se pritisk izgubi, elastičnost pljučnega tkiva povzroči, da se pljuča skrčijo na prvotno obliko, izpuščajo ogljikov dioksid iz telesa. Trenutno večina ventilatorjev uporablja to metodo povečanja tlaka v dihalnih poteh, da napihne bolnike.

Na splošno se za krmiljenje zračnega tlaka ventilatorja uporablja enosmerni motor. Motor se krmili s PWM signalom. S prilagajanjem delovnega cikla in obdobja PWM signala lahko nadzirate hitrost motorja. Logika FPGA lahko ustvari visoko natančne PWM signale, nadzor tlaka pa je gladek in natančen, kar zagotavlja udoben in stabilen zračni tlak.

Ko DC motor deluje, se pretok zraka pošlje v masko. V maski je senzor tlaka. Tlačni senzor pretvori tlak v trenutni signal in ga pošlje glavni krmilni plošči, ki jo zbere ADC. Anluov EF2M45LG144 SoC integrira dvojni ADC in lahko zbira do 15 analognih signalov. Po pridobitvi podatkov o zračnem tlaku se pretok zraka prilagodi povratnim informacijam, kar lahko prepreči nenadne okvare, puščanje zraka in odstopanja v natančnosti tlaka zaradi nihanj napajalne napetosti.

Anlu SoC je sistem z enim čipom, ki vključuje FPGA, MCU, ADC in Flash. Shema blokov je naslednja:

Naprava Anlu EF2M45LG144 ima v upravljalni shemi sistema ventilatorja naslednje prednosti:

1. Podpira do 114 splošnih namenskih oddaj, ki lahko povežejo gumbe, zaslon, komunikacijo in več zunanjih vmesnikov.

2. Vgrajeno trdo jedro CortexM3, delovna frekvenca 125MHz, integrirani I2C, SPI, Uart in druge zunanje naprave, vgrajen SRAM velike zmogljivosti SRAM kot ROM, RAM, potreben za delo v MCU, je popoln sistem z enim čipom. Mikroračunalniški sistem z enim čipom lahko opravlja funkcije, kot so nastavitev parametrov, prenos podatkov, prikaz stanja in interakcija upravljanja.

3. MCU deluje z logiko FPGA prek vodila AHB, da dokonča konfiguracijo parametrov PWM signala in prilagodi PWM korak za korakom, tako da se pretok zraka ne bo nenadoma spremenil in bolnikov dihalni sistem se bo počutil neprijetno.

4. Vgrajen ADC, zberite do 15 analognih signalov.

5. Vgrajen Flash, shranjevanje programa MCU in konfiguracija FPGA. Po vklopu čipa lahko MCU in FPGA začneta delovati.

Če povzamemo, izbira čipa Anlu SoC ima visoko stopnjo integracije, kar lahko močno poenostavi sistemsko vezje, izboljša fleksibilnost sistema in izboljša stroškovno učinkovitost. Poleg tega poleg zdravstvenih prezračevalcev, ki se klinično uporabljajo, z izboljšanjem življenjskega standarda ljudje več pozornosti posvečajo zdravju. Lahki ventilatorji so primerni za pljučne bolezni srca, astmo, smrčanje, apnejo in druge simptome. Potrebne so za domačo uporabo in imajo zelo široko perspektivo na trgu.

O tehnologiji Anlu

Shanghai Anlu Information Technology Co, Ltd (v nadaljnjem besedilu "Anlu Technology") je bil ustanovljen leta 2011 in se je osredotočal na visoko integrirane, visokozmogljive programirljive logične naprave (FPGA), programirljivi sistemski čipi (SoCs), umetno inteligenco usmerjen AI pospeševalni čip za splošno uporabo in ustrezen algoritem raziskovanje, razvoj in industrializacija programske opreme.

Anlu Technology je izkoreninjena na Kitajskem in se spopada s svetom, zapolnjuje vrzeli na kitajskem trgu industrije FPGA, zavezala se je, da bo postala osrednji dobavitelj čipov FPGA na glavnem trgu komunikacij in postala glavni dobavitelj čipov SoC na trgih industrijske kontrole in avtomobilske elektronike, in postaja področje splošnih računalniških čipov z umetno inteligenco Pomemben dobavitelj rešitev.