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ON Semiconductor System-in-Package-Lösung für Messungen in tragbaren Medizingeräten

Redakteur: Margit Kuther

Die semi-anpassbare, energieeffiziente SiP-Lösung von ON Semiconductor ermöglicht Miniatursensorsysteme für mobile Gesundheitsanwendungen wie Blutzuckermessgeräte, Pulsmesser und EKG-Geräte.

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Struix von ON Semiconductor bietet Medizintechnikherstellern Designflexibilität.
Struix von ON Semiconductor bietet Medizintechnikherstellern Designflexibilität.
(Bild: ON Semiconductor)

ON Semiconductor reagiert auf die wachsenden Anforderungen im Markt für tragbare medizintechnische Geräte mit der Einführung von Struix, einer semi-anpassbaren System-in-Package- (SiP-) Lösung für die präzise Messung und Überwachung in verschiedenen mobilen, Medizinelektronikanwendungen wie Blutzuckermessgeräten, Pulsmessern und EKG-Geräten.

Struix, lateinisch für „gestapelt“, basiert auf einer Die-Stacking-Technik, bei der ein kundenspezifisches Analog-Frontend (AFE) auf einem leistungsfähigen Industriestandard-32-Bit-ASSP (Application Specific Standard Product) Mikrocontroller-ULPMC10 angebracht ist, um ein vollständiges Miniatursystem bereitzustellen.

Durch Standard- und kundenspezifizierbare Komponenten bietet Struix Medizintechnikherstellern die Designflexibilität, die sie benötigen, um einzigartige medizinische Sensorschnittstellen zu entwickeln, die Markteinführung zu beschleunigen und die Kosten zu senken.

Die Batterielebensdauer tragbarer Medizingeräte verlängern

Die ULPMC10 MCU des Struix verarbeitet Signale in einem 32-Bit-ARM-Cortex--M3-Core, der mit einer Taktfrequenz von bis zu 30 MHz betrieben wird. Die MCU enthält 512 KByte Flash und 24 KByte SRAM zur Speicherung von Programm- und Anwenderdaten. Der Baustein erhöht die Batterielebensdauer tragbarer Geräte und bietet eine hohe Leistungsfähigkeit bei minimaler dynamischer und statischer Leistungsaufnahme.

Eine integrierte Ladungspumpe zur Leistungswandlung und -regelung sorgt für einen Stromverbrauch von weniger als 200 µA/MHz. Im Standby-Modus sinkt dieser Wert auf unter 500 nA. Dies ist ein wichtiger Parameter in medizintechnischen Geräten, die nur gelegentlich und nicht dauerhaft in Betrieb sind.

Das fortschrittliche Power-Management-Subsystem überwacht den Baustein in Bezug auf einen ausfallsicheren Betrieb mit einer Vielzahl von Batteriespannungen, ohne dafür externe Komponenten zu benötigen. Die MCU enthält auch einen 12-Bit-A/D-Wandler mit drei gemultiplexten Eingängen, eine Echtzeituhr, eine PLL und eine Temperatursensor.

Um die Produktentwicklung zu vereinfachen, bietet ON Semiconductor ein umfassendes und einfach einsetzbares Entwicklungspaket für IAR Systems an, das die ULPMC10 MCU und CMSIS-basierte Softwareschnittstellen unterstützt.

Zahlreiche Vorteile in der Produktentwicklung

„Mit fortschrittlicher Stacking-Technik ermöglicht Struix eine höhere Systemintegration und nimmt weniger Platz auf der Leiterplatte medizintechnischer Geräte in Anspruch als eigenständige Lösungen“, erklärt Michel De Mey, Senior Director Consumer Health Solutions bei ON Semiconductor.

„Unser SiP-Ansatz verkürzt die Entwicklungsdauer und verringert die Entwicklungsrisiken und Kosten sonst vollständig kundenspezifischer Lösungen. Die Designflexibilität wird verbessert, da sich die ULPMC10 MCU durch zukünftige Mikrocontroller von ON Semiconductor einfach aktualisieren lässt, ohne das AFE ersetzen zu müssen, das eine erneute Zertifizierung durch die Gesundheitsbehörden erfordern würde.“

Mit ON Semiconductors kundenspezifischem Chipmodell können Medizintechnikhersteller das umfangreiche IP-Angebot (Intellectual Property) und das Entwicklungs-Know-how von ON Semiconductor nutzen und die strengen Funktions- und Leistungsanforderungen medizinischer Sensorik erfüllen.

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