ANLOGIC: Design av ventilationssystem baserat på FPGA SoC

Ventilatorn är ett instrument som helt kan ersätta patientens andning eller uppnå assisterad andningsfunktion. Det är lämpligt för patienter med andningsfel eller till och med slutat andas. Det kan hjälpa patienter att andas in syre och utvisa koldioxid. Det finns många allvarliga fall av patienter med ny kranskadad lunginflammation, och ventilatorn är till stor hjälp.

Anlu Technology är en lokal FPGA-leverantör i Kina och tillhandahåller FPGA-baserade SoC-produkter. Den här artikeln rekommenderar att du använder EF2M-serien SoC-chip som huvudkontroll och föreslår ett systemkontrollschema för ventilator med positivt tryck.

Ventilatorn för positivt tryck skickar luft in i lungorna genom att öka trycket i luftvägarna, och trycket i lungorna ökar för att expandera lunghålan. Sedan sänks trycket. När trycket förloras orsakar lungvävnadens elasticitet lungorna att sammandras till sin ursprungliga form och andas ut koldioxid ur kroppen. De flesta ventilatorer använder för närvarande denna metod för att öka luftvägstrycket för att blåsa upp patienter.

Generellt används en likströmsmotor för att reglera ventilatorns lufttryck. Motorn styrs av en PWM-signal. Att justera PWM-signalens driftscykel och period kan styra motorens hastighet. FPGA-logiken kan generera PWM-signaler med hög precision och tryckregleringen är smidig och exakt, vilket ger bekvämt och stabilt lufttryck.

När DC-motorn fungerar skickas luftflödet till masken. Det finns en trycksensor i masken. Trycksensorn omvandlar trycket till en strömsignal och skickar det till huvudstyrkortet för att samlas in av ADC. Anlu's EF2M45LG144 SoC integrerar dubbla ADC: er och kan samla upp till 15 analoga signaler. Efter att lufttrycksdata har erhållits, justeras luftflödet till återkoppling, vilket kan förhindra plötsliga fel, luftläckor och avvikelser i trycknoggrannhet orsakad av fluktuationer i strömförsörjningsspänningen.

Anlu SoC är ett enda chipssystem som integrerar FPGA, MCU, ADC och Flash. Blockschemat är som följer:

Anlu EF2M45LG144-enhet har följande fördelar i ventilationssystemets kontrollschema:

1. Stöder upp till 114 allmänna användargränssnitt som kan ansluta knappar, display, kommunikation och fler externa gränssnitt.

2. Inbyggd CortexM3 hård kärna, arbetsfrekvens 125 MHz, integrerad I2C, SPI, Uart och andra kringutrustning, on-chip stor kapacitet SRAM som ROM, RAM krävs för MCU-arbete, är ett komplett enkelchips-system. En-chip mikrodatasystemet kan utföra funktioner som parameterinställning, dataöverföring, statusvisning och hanteringsinteraktion.

3. MCU interagerar med FPGA-logiken genom AHB-bussen för att slutföra parameterkonfigurationen av PWM-signalen och justera PWM steg för steg, så att luftflödet inte plötsligt kommer att ändras, och patientens andningsorgan kommer att känna sig obekväm.

4. Inbyggd ADC, samla upp till 15 analoga signaler.

5. Inbyggd Flash, lagring av MCU-program och FPGA-konfiguration. När chipet är på, kan både MCU och FPGA börja arbeta.

Sammanfattningsvis har valet av Anlu SoC-chip en hög grad av integration, vilket kraftigt kan förenkla systemkretsen, förbättra systemets flexibilitet och förbättra kostnadsprestanda. Förutom medicinska ventilatorer som används kliniskt, med förbättring av levnadsstandarden, ägnar människor mer uppmärksamhet åt hälsan. Lätt ventilatorer är lämpliga för lunghjärtsjukdom, astma, snarkning, apné och andra symtom. De är nödvändiga för hemmabruk och har en mycket bred marknadsutsikter.

Om Anlu Technology

Shanghai Anlu Information Technology Co., Ltd. (kallat "Anlu Technology") grundades 2011 med fokus på högintegrerade, högpresterande programmerbara logiska enheter (FPGA), programmerbara system-on-chips (SoCs), artificiell intelligens -orienterad AI allmänna accelerationschips och motsvarande algoritm mjukvarusystem forskning, utveckling och industrialisering.

Anlu Technology har sitt ursprung i Kina, inför världen, och fyller luckorna på den kinesiska FPGA-industrimarknaden och har åtagit sig att bli den viktigaste FPGA-leverantören på mainstream-kommunikationsmarknaden och bli den viktigaste SoC-chipleverantören på marknaden för industriell kontroll och fordonselektronik, och bli området för allmän datorchips för artificiell intelligens.