dangran，shebeikaifazhebixumanzufeichangyangedezhizaoyaoqiu。kechuandaiyiliaoshebeibixuwaixingxiaoqiao，nenggouchixubaochilianjie
，bingqiejuyoujiaochangdedianchixuhangshijian。tamenjiangnengzaishebeineitigonggengduojisuanziyuan。shichangjingzhengriqufuzaqieriyijilie
，ershebeikaifazhebixuzaizheyangdeshichangzhongshengcunxialai。weiledadaozhegemubiao，shebeikaifazhebixugoujiankuaisu、靈活
、輕巧而又具成本效益的平台（圖 1）。

 

圖 1： 軟件平台必須覆蓋所有非應用程序特定代碼。

 

 

可穿戴醫療設備分為兩大類：yicixingshebeiyijikezhongfushiyongshebei。yicixingshebeishuyuxiangduijiaoxindeshichanglingyu，youyuzhexieshebeidechanpinshoumingxiangduijiaoduan
，yinciqifazhanjiaoweikuaisu。xiangfan，kezhongfushiyongshebeizeyaoqiugengchangdechanpinshouminghegenggaodeanquanxing
，yijihengaodekekaoxingxishu。

 

驅(qu)動(dong)一(yi)次(ci)性(xing)設(she)備(bei)發(fa)展(zhan)的(de)模(mo)式(shi)是(shi)薄(bo)利(li)高(gao)產(chan)量(liang)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)這(zhe)個(ge)目(mu)標(biao)，一(yi)次(ci)性(xing)設(she)備(bei)必(bi)須(xu)讓(rang)資(zi)源(yuan)最(zui)有(you)限(xian)的(de)處(chu)理(li)器(qi)提(ti)供(gong)最(zui)多(duo)的(de)功(gong)能(neng)。為(wei)了(le)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)提(ti)高(gao)收(shou)入(ru)，設(she)備(bei)開(kai)發(fa)者(zhe)通(tong)常(chang)會(hui)針(zhen)對(dui)最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)群(qun)體(ti)提(ti)供(gong)一(yi)係(xi)列(lie)產(chan)品(pin)，以(yi)價(jia)格(ge)換(huan)取(qu)功(gong)能(neng)。為(wei)產(chan)品(pin)的(de)每(mei)項(xiang)功(gong)能(neng)編(bian)寫(xie)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)的(de)做(zuo)法(fa)不(bu)太(tai)合(he)算(suan)。

 

因(yin)此(ci)，必(bi)須(xu)構(gou)建(jian)一(yi)個(ge)通(tong)用(yong)軟(ruan)件(jian)環(huan)境(jing)
，既(ji)可(ke)支(zhi)持(chi)單(dan)種(zhong)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)
，也(ye)能(neng)夠(gou)在(zai)各(ge)種(zhong)計(ji)算(suan)資(zi)源(yuan)之(zhi)間(jian)無(wu)縫(feng)遷(qian)移(yi)。此(ci)類(lei)環(huan)境(jing)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)壓(ya)縮(suo)到(dao)最(zui)精(jing)簡(jian)的(de)係(xi)統(tong)，它(ta)們(men)通(tong)常(chang)隻(zhi)提(ti)供(gong)很(hen)少(shao)的(de)存(cun)儲(chu)器(qi)資(zi)源(yuan)，但(dan)能(neng)夠(gou)進(jin)行(xing)擴(kuo)展(zhan)以(yi)支(zhi)持(chi)更(geng)加(jia)豐(feng)富(fu)的(de)功(gong)能(neng)。

 

kezhongfushiyongshebeishichangxiangshebeikaifazhetichuleyixiliebutongdetiaozhan。shebeizhizaoshangxiangshichangtigongdezhuyaozengzhishizuizhongkehushiyongdechuliqibuzaishilinshixingzhide。bandaotigongyingshangzhichideshebeishengmingzhouqicunzaihendachayi。yiliaoxingyekehutongchangbuxiwangchanpingenghuanzhouqidadaoshinianshenzhigengchang。yaoxiaochuzhezhongchongtu，bingqieweichibiyaodeyingyongchengxudaimashengmingzhouqiyibaochiyingli，jiuyaoshejiwendingdebiancheng API
，而不是特定的處理器設備。

 

 

我們一直都有能力製造出足夠小巧
、便於佩戴的設備。當前設備與以往設備的區別在於是否能提供全球連接——包括直接連接到互聯網或雲
，或者連接到本地中間設備（可穿戴醫療設備與用戶的智能手機配對），再通過中間設備連接到互聯網。這種連接可能是間斷的（使用無線連接或臨時的有線連接），也可能是持續的（使用某一種無線選項）。

 

有(you)線(xian)選(xuan)項(xiang)是(shi)成(cheng)本(ben)最(zui)低(di)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)
，但(dan)卻(que)最(zui)不(bu)靈(ling)活(huo)。不(bu)過(guo)，對(dui)於(yu)低(di)成(cheng)本(ben)設(she)備(bei)而(er)言(yan)，它(ta)們(men)仍(reng)然(ran)是(shi)可(ke)行(xing)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。當(dang)通(tong)過(guo)有(you)線(xian)鏈(lian)路(lu)連(lian)接(jie)到(dao)可(ke)穿(chuan)戴(dai)係(xi)統(tong)供(gong)應(ying)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)另(ling)一(yi)部(bu)設(she)備(bei)時(shi)
，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)極(ji)其(qi)簡(jian)單(dan)的(de)連(lian)接(jie)方(fang)法(fa)
，例(li)如(ru) SPI 和 I2C。相反，當連接到通用的計算設備時
，則需要使用更為開放的標準，例如 USB。使用過這些不同連接方法的工程師知道

，USB 和he其qi他ta簡jian單dan連lian接jie方fang法fa的de協xie議yi複fu雜za性xing相xiang差cha很hen遠yuan。連lian接jie選xuan項xiang很hen可ke能neng在zai設she備bei生sheng命ming周zhou期qi內nei變bian化hua
，甚shen至zhi在zai開kai發fa周zhou期qi內nei變bian化hua。操cao作zuo環huan境jing應ying該gai能neng夠gou最zui有you效xiao地di將jiang應ying用yong程cheng序xu層ceng與yu底di層ceng連lian接jie方fang法fa隔ge離li開kai。

 

然而，未來的可穿戴醫療設備的趨勢是使用無線連接方式。雖然 USB 是比 SPI 更加複雜的協議
，但各種不同的無線連接選項遠比 USB 複雜得多
，特別是在涉及安全性時。無線連接方法包括近場無線電、藍牙/BLE
、Wi-Fi，以及蜂窩移動網絡（圖 2）。在這些無線連接方麵
，技術
、xieyihexuanxiangdouzaikuaisubianhua。gengjiazhongyaodeshi，zhexiexitongdechengbenyehuifashengbianhua
，suiranzaidangqiankanlai
，zhexiejiejuefangansihuguoyuanggui
，danzaijinhouhenkenengchengweijingjishihuidebiaozhun

，dangyingyongchengxucengdaimakeyiweichihenchangdeshengmingzhouqishi。

 

圖 2：無線連接選項豐富多樣而又在不斷變化。

 

實時操作係統 (RTOS) 環境具有 SPI 級別接口
，當前能夠應用於最精簡的設備中，並且能夠實現向全蜂窩連接的遷移（無論是整個產品係列還是產品生命周期），它們無疑能夠讓可佩戴醫療設備 OEM 廠商適應可能出現的任何形勢。

 

 

可(ke)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)的(de)電(dian)池(chi)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)顯(xian)然(ran)是(shi)一(yi)大(da)關(guan)鍵(jian)要(yao)素(su)。對(dui)於(yu)人(ren)們(men)隨(sui)身(shen)攜(xie)帶(dai)或(huo)佩(pei)戴(dai)的(de)任(ren)何(he)設(she)備(bei)而(er)言(yan)，重(zhong)量(liang)始(shi)終(zhong)都(dou)是(shi)一(yi)個(ge)倍(bei)受(shou)關(guan)注(zhu)的(de)指(zhi)標(biao)，而(er)電(dian)池(chi)又(you)是(shi)所(suo)有(you)便(bian)攜(xie)式(shi)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)最(zui)笨(ben)重(zhong)部(bu)件(jian)。最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)減(jian)少(shao)功(gong)耗(hao)可(ke)以(yi)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)，但(dan)對(dui)於(yu)整(zheng)天(tian)甚(shen)至(zhi)夜(ye)間(jian)都(dou)要(yao)使(shi)用(yong)設(she)備(bei)的(de)用(yong)戶(hu)來(lai)說(shuo)
，光(guang)做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)還(hai)遠(yuan)遠(yuan)不(bu)夠(gou)。在(zai)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)電(dian)源(yuan)需(xu)求(qiu)的(de)同(tong)時(shi)
，還(hai)要(yao)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)地(di)減(jian)小(xiao)電(dian)池(chi)尺(chi)寸(cun)。智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)等(deng)設(she)備(bei)采(cai)用(yong)特(te)定(ding)尺(chi)寸(cun)的(de)電(dian)池(chi)，由(you)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)特(te)定(ding)的(de)電(dian)量(liang)。而(er)這(zhe)一(yi)參(can)數(shu)通(tong)常(chang)是(shi)固(gu)定(ding)不(bu)變(bian)的(de)，因(yin)此(ci)隻(zhi)需(xu)達(da)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)，就(jiu)能(neng)滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)的(de)需(xu)求(qiu)。但(dan)可(ke)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)並(bing)非(fei)如(ru)此(ci)。當(dang)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)確(que)定(ding)之(zhi)後(hou)
，必(bi)須(xu)不(bu)斷(duan)地(di)降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)
，因(yin)為(wei)每(mei)次(ci)降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)都(dou)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)減(jian)小(xiao)電(dian)池(chi)尺(chi)寸(cun)和(he)重(zhong)量(liang)。

 

當dang前qian的de現xian代dai處chu理li器qi提ti供gong了le一yi係xi列lie有you效xiao的de節jie能neng功gong能neng。遺yi憾han的de是shi，這zhe些xie功gong能neng非fei常chang複fu雜za，不bu僅jin功gong能neng之zhi間jian通tong常chang具ju有you很hen高gao的de相xiang互hu依yi賴lai性xing
，而er且qie其qi還hai要yao依yi賴lai與yu要yao實shi施shi的de特te定ding節jie能neng模mo式shi不bu相xiang關guan的de係xi統tong部bu件jian。例li如ru
，更geng改gai器qi件jian時shi鍾zhong頻pin率lv會hui影ying響xiang通tong信xin時shi鍾zhong速su率lv
，即ji便bian通tong信xin外wai圍wei設she備bei沒mei有you更geng改gai它ta們men的de電dian源yuan狀zhuang態tai也ye是shi如ru此ci。所suo有you這zhe些xie因yin素su累lei加jia起qi來lai，也ye就jiu讓rang應ying用yong程cheng序xu開kai發fa人ren員yuan更geng加jia不bu堪kan重zhong負fu，因yin為wei他ta們men原yuan本ben就jiu承cheng擔dan了le完wan成cheng目mu標biao應ying用yong的de重zhong任ren。能neng否fou讓rang電dian池chi提ti供gong更geng高gao的de電dian量liang
，將jiang決jue定ding設she備bei在zai市shi場chang上shang的de競jing爭zheng力li。設she備bei開kai發fa者zhe麵mian臨lin著zhe雙shuang重zhong壓ya力li，既ji要yao讓rang軟ruan件jian達da到dao或huo超chao出chu應ying用yong程cheng序xu要yao求qiu，又you要yao兼jian顧gu項xiang目mu的de外wai圍wei設she備bei的de尺chi寸cun，這zhe樣yang才cai能neng在zai市shi場chang上shang立li足zu。

 

圖 3：功率優化涉及到所有可穿戴設備元器件。

 

要解決這個問題，就需要在集成了電源管理功能並將其作為環境必不可少的一部分的軟件平台上開發應用程序（圖 3）。大部分大型通用操作係統都包括一係列非常先進的電源管理功能
；但dan是shi，這zhe些xie操cao作zuo係xi統tong在zai麵mian向xiang便bian攜xie式shi醫yi療liao設she備bei的de處chu理li設she備bei中zhong並bing不bu能neng發fa揮hui作zuo用yong。大da部bu分fen實shi時shi操cao作zuo係xi統tong都dou提ti供gong某mou種zhong形xing式shi的de電dian源yuan管guan理li，最zui常chang見jian的de是shi Tick 抑製
，當沒有計劃運行的任務時

，它將中斷內核周期性定時器 Tick

，直至下一個定時器事件。可穿戴設備需要其他更為複雜的方法
，而這樣的方法在 RTOS 中非常罕見。目前隻有 Mentor Graphics 的 Nucleus RTOS 可提供對所有器件節能功能的內置支持，包括動態電壓頻率調整 (DVFS)，以及對外圍設備之間所有交互的外圍設備功率級別的完全控製和對內核操作時鍾周期的完全控製（圖 4）。

 

圖 4： 結構化電源框架優化開發工作。

 

 

為(wei)了(le)適(shi)應(ying)可(ke)穿(chuan)戴(dai)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)的(de)物(wu)理(li)外(wai)形(xing)參(can)數(shu)，電(dian)子(zi)設(she)備(bei)能(neng)夠(gou)容(rong)納(na)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)空(kong)間(jian)很(hen)小(xiao)，散(san)熱(re)能(neng)力(li)也(ye)比(bi)較(jiao)有(you)限(xian)。散(san)熱(re)問(wen)題(ti)和(he)功(gong)耗(hao)問(wen)題(ti)一(yi)直(zhi)都(dou)是(shi)我(wo)們(men)在(zai)努(nu)力(li)解(jie)決(jue)的(de)兩(liang)大(da)問(wen)題(ti)。由(you)於(yu)物(wu)理(li)尺(chi)寸(cun)限(xian)製(zhi)
，導(dao)致(zhi)我(wo)們(men)通(tong)常(chang)選(xuan)擇(ze) MCU 片上係統 (SoC) zuoweineihechuliyinqing。suiranzhexieshebeikeyirongnahenduobutongchicundewaiweishebei，danyouyucunchuqirongliangwenti
，womenwufakongzhicunchuqidejihexingzhuang。meigeyingyongchengxudouxuyaogengduocunchukongjian。erxiaoxingshebeizhongdecunchuqi，baokuoyishixinghefeiyishixingcunchuqi
，gengshiruci。shebeikaifazhezuibuxiwangkandaodejiushiyingyongchengxuyu RTOS 爭奪資源。正是這個問題妨礙了通用操作係統進入可穿戴醫療設備領域。考慮采用某個 RTOS 時，它必須能夠在代碼和數據需求方麵都壓縮到最小，以完美貼合 2K 精簡內核
，如此就更能夠在最為低端的設備領域中經久不衰。這個 RTOS 還hai必bi須xu能neng夠gou擴kuo展zhan，以yi運yun行xing功gong能neng最zui全quan麵mian的de服fu務wu，例li如ru蜂feng窩wo移yi動dong通tong信xin。如ru果guo做zuo不bu到dao，設she備bei開kai發fa者zhe必bi須xu嚐chang試shi支zhi持chi跨kua越yue多duo個ge操cao作zuo係xi統tong環huan境jing的de應ying用yong程cheng序xu。

 

 

有些人還記得，在 PC 革命興起初期，廣告商
、營銷人員和科技雜誌關注的焦點是時鍾速度
、總(zong)線(xian)大(da)小(xiao)和(he)其(qi)他(ta)技(ji)術(shu)細(xi)節(jie)。現(xian)代(dai)設(she)備(bei)的(de)唯(wei)一(yi)判(pan)定(ding)標(biao)準(zhun)是(shi)終(zhong)端(duan)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)。有(you)些(xie)開(kai)發(fa)者(zhe)在(zai)工(gong)程(cheng)方(fang)麵(mian)取(qu)得(de)了(le)重(zhong)大(da)突(tu)破(po)，讓(rang)腕(wan)帶(dai)能(neng)夠(gou)運(yun)行(xing)大(da)量(liang)指(zhi)令(ling)，這(zhe)可(ke)能(neng)是(shi)在(zai)同(tong)行(xing)之(zhi)間(jian)誇(kua)耀(yao)的(de)資(zi)本(ben)，但(dan)並(bing)非(fei)決(jue)定(ding)性(xing)的(de)因(yin)素(su)。這(zhe)就(jiu)迫(po)使(shi)設(she)備(bei)開(kai)發(fa)者(zhe)必(bi)須(xu)用(yong)最(zui)少(shao)的(de)硬(ying)件(jian)提(ti)供(gong)最(zui)豐(feng)富(fu)的(de)功(gong)能(neng)。無(wu)論(lun)是(shi)最(zui)小(xiao)的(de)存(cun)儲(chu)器(qi)、最慢的時鍾（設備限製或實際使用），還是體積最小的電池，工程師都能夠在設備中（很多情況下是一次性設備）提供神奇的功能。

 

 

當今的市場需要更為複雜多樣
、物wu超chao所suo值zhi而er又you先xian進jin的de底di層ceng硬ying件jian
，要yao在zai這zhe樣yang的de市shi場chang上shang生sheng存cun下xia來lai，應ying用yong程cheng序xu必bi須xu在zai功gong能neng強qiang大da且qie非fei常chang靈ling活huo的de平ping台tai上shang運yun行xing。這zhe種zhong平ping台tai必bi須xu非fei常chang精jing簡jian，同tong時shi還hai能neng夠gou優you化hua特te定ding硬ying件jian特te性xing。這zhe種zhong平ping台tai不bu再zai完wan全quan取qu決jue於yu處chu理li架jia構gou或huo外wai圍wei設she備bei集ji合he，還hai要yao取qu決jue於yu它ta為wei開kai發fa者zhe提ti供gong的de編bian程cheng環huan境jing。滿man足zu這zhe些xie條tiao件jian的de標biao準zhun平ping台tai，例li如ru Windows、Android、iOS
、Linux 等操作係統

，超出了最低硬件要求的底限。一旦超出這些底限，則無法滿足可穿戴醫療設備在價格
、電源和物理限製方麵的要求。因此，我們需要具有高適應性和可擴展性的 RTOS 環境
，用以取代裸機係統
，滿足對功能全麵的低端操作係統的需求。

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