ANLOGIC: Design af ventilatorsystem baseret på FPGA SoC

Ventilatoren er et instrument, der helt kan erstatte patientens vejrtrækning eller opnå assisteret åndedrætsfunktion. Det er velegnet til patienter med åndedrætssvigt eller endda ophørt med vejrtrækning. Det kan hjælpe patienter med at indånde ilt og udvise kuldioxid. Der er mange alvorlige tilfælde af patienter med ny koronar lungebetændelse, og respiratoren er til stor hjælp.

Anlu Technology er en lokal FPGA-leverandør i Kina, der leverer FPGA-baserede SoC-produkter. Denne artikel anbefaler at bruge EF2M SoC-chip-serien som hovedkontrol og foreslår et systemkontrolprogram til ventilator med positiv tryk.

Ventilatoren med positivt tryk sender luft ind i lungerne ved at øge trykket i luftvejene, og trykket i lungerne øges for at udvide lungekaviteten. Derefter reduceres trykket. Når trykket tabes, får lungevævets elasticitet lungerne til at samle sig i deres oprindelige form og udånder kuldioxid ud af kroppen. De fleste ventilatorer bruger i øjeblikket denne metode til at øge luftvejstrykket til at pumpe patienter op.

Generelt bruges en DC-motor til at kontrollere ventilatorens lufttryk. Motoren styres af et PWM-signal. Justering af driftscyklus og periode på PWM-signalet kan kontrollere motorens hastighed. FPGA-logik kan generere PWM-signaler med høj præcision, og trykstyringen er glat og nøjagtig, hvilket giver komfortabelt og stabilt lufttryk.

Når DC-motoren fungerer, sendes luftstrømmen til masken. Der er en tryksensor i masken. Trykføleren konverterer trykket til et strømsignal og sender det til hovedkontrolpladen, der skal opsamles af ADC. Anlu's EF2M45LG144 SoC integrerer dobbelt ADC'er og kan indsamle op til 15 analoge signaler. Efter at lufttryksdataene er opnået, justeres luftstrømmen til feedback, hvilket kan forhindre pludselige funktionsfejl, luft lækager og afvigelser i tryknøjagtighed forårsaget af udsving i strømforsyningsspændingen.

Anlu SoC er et enkelt-chip-system, der integrerer FPGA, MCU, ADC og Flash. Blokdiagrammet er som følger:

Anlu EF2M45LG144 enhed har følgende fordele i ventilationssystemets kontrolplan:

1. Understøtter op til 114 generelle IO'er, der kan forbinde knapper, display, kommunikation og flere eksterne grænseflader.

2. Indbygget CortexM3 hård kerne, arbejdsfrekvens 125 MHz, integreret I2C, SPI, Uart og andre perifere enheder, stor-kapacitet SRAM som ROM, RAM kræves til MCU-arbejde, er et komplet single-chip-system. Enkeltchips-mikrocomputersystemet kan udføre funktioner såsom parameterindstilling, datatransmission, statusvisning og styringsinteraktion.

3. MCU interagerer med FPGA-logikken gennem AHB-bussen for at afslutte parameterkonfigurationen af PWM-signalet og justere PWM trin for trin, så luftstrømmen ikke pludselig ændres, og patientens åndedrætssystem føles ubehageligt.

4. Indbygget ADC, indsamle op til 15 analoge signaler.

5. Indbygget Flash, der gemmer MCU-program og FPGA-konfiguration. Når chippen er tændt, kan både MCU og FPGA begynde at arbejde.

Sammendrag har valget af Anlu SoC-chip en høj grad af integration, hvilket i høj grad kan forenkle systemkredsløbet, forbedre systemets fleksibilitet og forbedre omkostningsydelsen. Derudover er folk i tillæg til medicinske ventilatorer, der anvendes klinisk, med forbedring af levestandarden, mere opmærksomhed på helbredet. Letvægtsventilatorer er velegnede til pulmonal hjertesygdom, astma, snorken, apnø og andre symptomer. De er nødvendige til hjemmebrug og har et meget bredt markedsudsigt.

Om Anlu Technology

Shanghai Anlu Information Technology Co., Ltd. (benævnt "Anlu Technology") blev etableret i 2011 med fokus på højintegreret, højtydende programmerbare logiske enheder (FPGA'er), programmerbare system-on-chips (SoC'er), kunstig intelligens -orienteret AI-generel accelerationschip og tilhørende algoritmesoftwaresystemundersøgelse, -udvikling og -industrialisering.

Anlu Technology er forankret i Kina, overfor verden, og udfylder hullerne i det kinesiske FPGA-industrimarked, forpligtet til at blive den vigtigste FPGA-chipleverandør på det almindelige kommunikationsmarked og blive den vigtigste SoC-chipleverandør på det industrielle marked for elektronisk kontrol og bilindustri, og bliver området med generel computingchips til kunstig intelligens.