仪器及医疗电子的发展趋势

　　本文将只专注于两个方面：高端成像系统和便携式诊断系统。这两种类型的应用都具有相似的需求，即能够提供高性能和高精度的组件。

　　以上提到的系统需要准确的测量，精确的数据处理和高度复杂的数字处理，特别是输出形式为图像或视频的情况。这些技术也转移到了其他领域，比如军事/航天和运输。

　　硅设计的进步意味着关键性半导体的精密程度已经极大提高，特别是DSP，FPGA，微控制器和高性能模拟器件。同样的，由于这些应用中加入了触摸屏和更加精密的人机界面，所以成像科技正在融入越来越多的传统半导体领域。

　　处理

　　许多器械和医疗系统使用视频和图像输出，以方便诊断，因此会大量应用信号处理技术。

　　放射成像，断层成像，超声波和荧光透视是这些应用的一小部分实例。

　　要实现这些功能需要广泛的科技知识，而性能和功耗之间的权衡依然存在(即使随着技术不断进步，这种权衡已经越来越少了)，使得关注的焦点集中在适于使用的技术上。一般来说，高端处理是指可编程逻辑方案和DSP，而将功耗作为关键因素的低端领域则是指微控制器。当然，这些科技之间的差别正在以极快的速度减少，如今可编程方案已经能在在手持设备上找到了。

　　诸如FPGA和CPLD的可编程逻辑现在已经融合了完整的微控制器和其他的专用软IP模块，而且具有多个并行路由通道，负责在一个时钟周期的时间内执行全部算法。请注意这样的系统包含了较长的管线，意味着可以在一个时钟周期内处理算法，但是从获取输入到对输出产生影响为止会存在延迟。

　　由于这些算法的实现是通过数字的方式，所以性能是一个需要考虑的问题。处理算法越快，产品就具有更大的灵活性和更高的价值。然而高速可能意味着更多的功耗和更短的电池寿命。

　　FPGA具有许多传统组件所没有的优势，特别是针对中低产量的设备。

　　芯片的可编程特性最多可以节省大约30%的开发时间，而且可以在以后进行升级。使用FPGA也能减少昂贵的电子元件的消耗，由于芯片设计的复杂性以及硅处理技术变得越来越复杂，FPGA已经越来越常见了。

　　对于其他应用中的处理器核心有许多可供选择。如今在RISC更为常见的工业应用中，ARM7核心已经被诸如NXP，Atmel，ST和ADI等微控制器生产商广泛使用，同时ARM9也越来越受欢迎。Freescale等i.MX应用处理器基于高度集成了LCD控制器的ARM9处理器，在成像领域中正在获得越来越多的关注。

　　对于成像应用，MIPS也正在努力从消费者/连接领域的主导地位向该市场进军，通过与Microchip联手，借助MIPS32核心开始登上32位处理器的舞台。偏好CISC架构的设计者可以从Intel和Renesas等公司找到实例。

　　对于实时成像，尽管受到FPGA的强大威胁，DSP仍然占据了优势地位。在同一块硅芯片上同时包含MCU和DSP新型的平台已经问世，可以进行图像处理和通用处理。TI的最新款达芬奇处理器，是专为多媒体应用设计的。Freescale和ADI也提供非常强大的解决方案。