醫療設備日益趨向無線化,通過4G LTE/5G蜂窩網絡、Wi-Fi和藍牙等技術,為患者護理、監測和診斷提供支持。在定義產品時,醫療公司通常會面臨一個關鍵集成選擇:是采用專有的板上芯片(Chip-on-Board,簡稱CoB)設計來嵌入無線功能,還是依賴第三方供應商提供的預先認證模塊?這一決策會直接影響產品開發成本和時間表、監管測試負擔以及最終產品的性能。
隨著醫療行業努力滿足對可穿戴監測設備和診斷設備的需求,并擴大在家遠程健康管理和醫院資源匱乏的偏遠地區的應用場景,這一基礎設計決策正變得愈發重要。這兩種方法之間的差異,會直接影響制造商在為批量生產做準備時,對設備的設計、認證和測試方式。隨著需求不斷增長,許多醫療公司發現,它們的“自制還是外購”決策,取決于其內部射頻工程專業知識儲備的程度。
01 產品開發過程中平衡靈活性與簡便性
對于空間受限或高度定制化的設備,板上芯片設計能讓設計師更緊密地控制集成和設備運行。這使產品在形態和性能特征方面具有更大的靈活性。然而,板上芯片設計也需要具備大量的射頻工程知識;它依賴于與芯片組供應商的緊密合作,而且往往耗時較長,同時在開發過程中需要大量的調試周期。

來源: Ezurio
模塊則簡化了集成路徑。這些現成的組件已經過預測試和預認證,減輕了設備制造商的負擔。它們能夠加快開發周期,對于那些優先考慮臨床功能而非射頻定制的醫療公司來說,通常是更優的選擇。其權衡之處在于成本——模塊通常更昂貴——但它們減少了工程時間、復雜性和風險。
一種常見的混合方法是同時采用這兩種方式:例如,由于5G的監管復雜性而使用5G模塊,同時采用板上芯片設計來實現Wi-Fi功能以節省空間或成本。
02 制造對測試時間和可擴展性的影響
測試在無線設備生產中至關重要。板上芯片設計需要更全面的射頻測試覆蓋,包括直接對芯片組進行控制和訪問工廠測試模式。雖然這能夠實現廣泛的驗證,但也會增加測試時間,并對制造團隊提出更高要求。

另一方面,模塊對內部測試模式的訪問權限有限。測試通常通過AT指令(Attention命令)進行,測試覆蓋范圍較小。這導致測試時間更短,對于大批量生產來說,可擴展性也更強。
就物理工廠設置而言,這兩種方法在可擴展性方面表現相似;不同之處在于每臺設備的測試效率。LitePoint通過測試自動化解決方案和多設備測試平臺,支持這兩種場景,即使在測試覆蓋范圍擴大時,也能優化每小時單位產量(UPH)。
03 應對合規性和最終產品測試的變數
基于板上芯片的設計將全部監管責任壓在了原始設備制造商(OEM)身上,包括美國的聯邦通信委員會(FCC)無線合規認證,以及歐盟規定的合格評定(CE)測試等國際認證。這包括發射測試、共存測試和射頻暴露測試。模塊則通過提供預認證來減輕大部分負擔,特別是對于像5G這樣在授權頻段運行的復雜技術而言。
然而,認為模塊無需進一步測試是一個常見的錯誤。即使是預先認證模塊,也必須進行最終產品驗證,因為天線位置、外殼材料和印刷電路板(PCB)布局都可能影響無線性能。LitePoint強調進行端到端測試的必要性,以確保組裝后的產品符合規格要求,特別是對于關鍵醫療應用而言。
每種無線協議——藍牙、Wi-Fi、5G——都有獨特的測試用例。例如,藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)和經典藍牙(Bluetooth Classic)在調制方案、頻率偏差限制、靈敏度等方面存在差異。當產品支持多種無線電技術時,共存測試對于確保像2.4 GHz頻段運行的Wi-Fi和藍牙等技術互不干擾至關重要。
04 為什么LitePoint是合適的測試合作伙伴
LitePoint的價值不僅體現在測試設備上。除了擁有業內最大的、超過350種無線芯片組的裝機基礎外,我們還為醫療原始設備制造商提供所需的射頻專業知識、支持和一站式自動化服務。對于不熟悉射頻技術或受時間限制的公司,LitePoint的控制測試環境提供以下優勢:
1 針對芯片組和模塊量身定制的開箱即用自動化軟件
2 涵蓋多種無線技術的測試覆蓋,包括但不限于4G/5G、Wi-Fi 6/6E/7、經典藍牙和藍牙低功耗
3 可擴展的解決方案,包括空中下載(OTA)和多設備測試
4 測試不僅限于通過/失敗判定,還能提供發射質量分析方面的見解
5 行業領先的客戶支持,可縮短調試和驗證周期

LitePoint使醫療設備公司能夠專注于臨床性能,同時確保無線質量和合規性。無論選擇板上芯片、模塊集成還是兩者結合,LitePoint都能通過提供更快的測試速度來加快生產吞吐量,并減少測試錯誤以提高良品率,從而簡化測試流程并加速產品上市時間。
在醫療電子領域,選擇板上芯片還是模塊并非非此即彼。這取決于形態因素、工程資源、上市時間目標以及監管義務。然而,始終不變的是對可靠、穩健、靈活且可擴展測試的需求。
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原文標題:無線醫療電子測試的權衡:板上芯片(COB)與模塊
文章出處:【微信號:LitePoint,微信公眾號:萊特波特LitePoint】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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