AFE管理模擬功能

　　AFE核包括一個SAR ADC，ADC具有500ksps高采樣率和16位分辨率，在輸入信號帶寬受限的情況下，能夠通過過采樣和平均方法提高分辨率。實際上，過采樣和平均法提高了SNR，從而獲得附加分辨率位數。對于每個附加分辨率位，必須以因子4對信號進行過采樣。

　　fOS= 4w × fS （式1）

　　式中：

　　w為相應附加分辨率位的數量

　　fS為相應的原始采樣頻率

　　fOS為過采樣頻率

　　ADC可配置為以一定間隔收集陣發數據；通過存儲器直接訪問（DMA）將數據保存至SRAM；然后喚醒處理器。ADC的接口提供可編程陣發采樣率（TS獨立于TS_avg）以及可編程平均陣發長度（2、4、8、16、32、64、128）。

　　通過可配置的單端/差分多路復用器，可以選擇輸入信號類型。ADC前端為差分放大器，具有可編程增益：1、2和4。基準電壓可設置為1.0V、1.5V、2.0V和2.5V，將動態范圍最大化。四個具有比較器模式的不限特定用途運放和四個SPST開關可用于附加信號調理。

　　兩個12位DAC、兩個8位DAC、一個附加電壓基準（與前一個相同，也可編程）、一個溫度傳感器（可使用內部或外部PN結）以及用于驅動LED的可編程流入電流源進一步完善模擬設計。

　　插值濾波器（1:2、1:4和1:8）（圖4）可用于12位DAC和8位DAC，以提高動態性能、降低總線帶寬。

　　圖4. 插值濾波器提高DAC的動態性能

　　可以將DAC碼型的開始與ADC采樣同步，有利于使用數字波形合成和同步電路（用于相干波形發生和ADC數據捕獲）測量阻抗（圖5）。

　　
圖5. 用于阻抗測量的信號處理方框圖。

　　信賴保護單元提供必不可少的安全性

　　嵌入式安全對于保護醫療裝置的數據完整性至關重要。閃存和SRAM可利用內部電池備份存儲器中的密鑰進行加密，從而保護SoC固件。通過嵌入式加密電路提供器件安全認證，適合于對稱和非對稱加密方法。

　　關于嵌入式安全、加密、私鑰和公鑰的著作有很多，此處不再贅述。我們想強調的是MAX32600支持AES加密和ECDSA安全認證1。觸發集成式動態篡改檢測器時，系統的公鑰和私鑰將被銷毀。系統的FIPS認證偽隨機數發生器可經受和防止安全攻擊。使用獨立的內部異步環形振蕩器防止定時攻擊。

　　低功耗至關重要

　　多種集成方法節省功耗。SoC采用低至2.2V的電壓工作，對于使用一次性電池供電的便攜式醫療裝置，這是一項非常大的好處。嵌入式內核在24MHz時的工作電流為175μA/MHz，具有使能實時時鐘（RTC）的1.8μA低功耗模式，具有多種節省功耗的電源管理模式。關斷處于非工作狀態外設的選項甚至可節省更多功耗。

　　6通道DMA控制器支持外設在微控制器處于休眠模式時工作。在這種方式下，ADC可設置為掃描輸入通道、捕獲數據，只在需要處理時喚醒內核。

　　有線外設增加接口靈活性

　　嵌入式外設提供實現便攜式醫療裝置所需的全部功能。帶有物理接口（PHY）的USB2.0全速控制器允許直接連接USB電纜，降低電路板空間和總體系統成本。集成電壓調節器支持在連接至USB主機時在主電源和VBUS之間智能切換。該功能對于VDD電源為電池的系統尤其有利。

　　多達三個SPI主機UART支持與多個外設從機進行同步通信，數據傳輸可達到高達24MHz。DMA具有發送和接收緩沖器。兩個I2C總線主機/從機接口支持與各種各樣支持I2C接口的外設進行通信。支持主機和從機協議。兩個同步/異步接收器/發送器（USART）端口支持全雙工異步或半雙工同步通信。

　　可選無線外設增加無外部線纜連通性

　　Bluetoothv4.0低功耗從機覆蓋2.400GHz至2.4832 GHz RF頻率范圍，可用于連接人工胰腺應用中的血糖傳感器和胰島素泵。免費提供帶有醫療說明的源代碼：http://content.maximintegrated.com/datasheet/index.mvp/id/8425/t/do#Software%2FModels。

　　ISM四頻段收發器（315、433、868和915MHz）支持FFSK、FMSK、AFSK調制，以及多種帶有快速喚醒的休眠模式。

　　電源方案增加了可充電醫療裝置的安全性且節省空間

　　我們現在討論由外部可充電電源供電的便攜式醫療裝置。MAX14663PMIC （圖6） 集成鋰離子（Li+）開關充電器，是針對空間受限便攜式醫療裝置進行優化的電源方案；與MAX32600微控制器SoC配合使用時，最大限度提高功率，節省寶貴的設計空間，以及增加附加功能。我們在上文中已經介紹了MAX32600SoC，現在我們討論MAX14663的電池管理和USB連接功能。

圖6. BGM優化電源方案，帶有電纜檢測功能。