Meter-on-a-Chip für portable medizinische Geräte

Für den Einsatz in portablen medizinischen Geräten hat Analog Devices den neuen Meter-on-a-Chip-Baustein ADuCM350 entwickelt. Hierzu gehören die Point-of-Care-Diagnostik, Gesundheitsprodukte für den Heim- und Eigengebrauch und am Körper tragbare Vitalzeichen-Monitore, aber auch Produkte für den Sport- und Fitnesssektor.

Die skalierbare Single-Chip-Plattform ADuCM350 im 120-Pin CSP-BGA (8 x 8 mm) enthält ein präzises 16-Bit-AFE (Analog Front End) mit einer konfigurierbaren Multi-Sensor-Schaltermatrix sowie einem in Hardware implementierten Funktionsgenerator und eine DFT-Engine (Discrete Fourier Transform). Kombiniert wird dies mit einem Verarbeitungs-Subsystem und einer industriestandardgemäßen Softwareentwicklungs-Umgebung, so dass die komplette Produktentwicklungs-Roadmap unterstützt wird. Der Meter-on-a-Chip-Baustein lässt sich auf unkomplizierte Weise mit passiven und aktiven Sensoren verbinden und unterstützt Sensorfusions-Funktionen, die auch in der Gegenwart von Störbeeinflussungen außerordentlich präzise Messungen physiologischer Daten am Menschen ermöglichen.

Optimiert für hohe System-Performance

Der ADuCM350 ist mit Blick auf die System-Performance und die Signal-Messgenauigkeit optimiert, unter anderem für den Einsatz in Monitorprodukten, die mit nur einer Knopfzelle gespeist werden. Der Baustein enthält ein Präzisions-AFE mit einem 16-Bit-A/D-Wandler mit 160 KSPS, eine auf ±0,2 % genaue Spannungsreferenz und einen 12-Bit-D/A-Wandler.

Die im ADuCM350 implementierte passive Erfassung komplexer Impedanzen ermöglicht die Basislinien-Detektierung und liefert auf einem bislang unerreichbaren Niveau detaillierte Informationen über physiologische, biologische und elektrochemische Reaktionen. Die Kombination aktiver und passiver Sensoren sorgt für einen hohen Grad an Signalmessgenauigkeit. Die in den Chip integrierte, gegenüber Umgebungseinflüssen robuste Kapazitäts-Digitalwandler-Technologie erlaubt außerdem neue Anwendungen wie die Detektierung von Hautelektroden oder die nächste Generation elektrochemischer Teststreifen-Technologien. Im praktischen Einsatz sorgt das präzise AFE durch automatische Kalibrierung für exakte, reproduzierbare Messungen über die gesamte Produktlebensdauer.

Skalierbare Entwicklungs-Plattform

Der für den Healthcare-Bereich konzipierte Meter-on-a-Chip ADuCM350 ist eine flexible Plattform, die komplette Entwicklungs-Roadmaps vom Einstiegsprodukt bis zu Geräten mit Vollausstattung abdeckt. Die Sensorfusions-Funktionalität gibt Designern zudem die Möglichkeit, die Messfähigkeiten ihrer Produkte zu erweitern. Zum Beispiel eignet sich die ADuCM350-Plattform für Anwendungen, die die verbrannten Kalorien ermitteln, indem Herz- und Atemfrequenz über die galvanische Eigenschaften der Haut erfasst werden, während ein extrem stromsparender 3-Achsen-MEMS-Beschleunigungssensor die Höhe und Bewegungen detektiert. Eine umfangreiche Ausstattung an Kommunikations-I/O-Funktionen wie etwa USB, Audio, Display, seriell und Touch unterstützt die Produktdifferenzierung und die zügige Erweiterung der Feature-Ausstattung. Mit dem AFE-Sequencer ADuCM350 müssen Designer die Software für eine Messprozedur nur einmal entwickeln und können diese anschließend verlässlich auf alle Produkte einer Familie portieren.

Muster des ADuCM350 stehen ab sofort zur Verfügung, die Produktion in Stückzahlen startet ab April 2014. Bei einer Abnahme von 1000 Stück kosten die Chips 7,50 Euro.