除了如血糖和血壓監(jiān)視器、心電圖監(jiān)測器等這些用于一般保健和身體監(jiān)控的可穿戴醫(yī)療設(shè)備之外，一些新的特殊設(shè)備也開始涌現(xiàn)，從輔助手術(shù)的谷歌眼鏡、康復(fù)保健用的無線傳感鞋墊、監(jiān)測心率和呼吸的內(nèi)衣到測量個體應(yīng)力水平的夾式裝置。

　　雖然用于基本保健功能的檢測手段看似微不足道，但一些更復(fù)雜的設(shè)備可以通過編程來測量和生成一些無法簡單實現(xiàn)的更細(xì)致的圖案報告。

　　你的設(shè)備有哪些基本功能？

　　你的新設(shè)備是否有通信模式或者它僅是一個獨立組件？取決于它的通信需求，你可能需要把你軟件開發(fā)的模式從裸機(jī)形式轉(zhuǎn)向采用某種操作系統(tǒng)上。

　　是否存在確定性的實時需求？對于一些便攜式醫(yī)療設(shè)備，不存在對實時行為的任何需求，如果你在中斷發(fā)生100ms后才處理它，結(jié)果也許僅是延遲了100ms而已，而不會引起任何失效問題。

　　再或者，這個設(shè)備是儀器中的一個關(guān)鍵單元，所以它的成本敏感度最低。與此相反，一個將要銷售數(shù)以千計的產(chǎn)品對成本敏感度很高。

　　這些決定直接影響到物料成本最小化的要求，反過來說，則很可能最小化系統(tǒng)的內(nèi)存空間以有效構(gòu)建完整的應(yīng)用同時留有余量。

　　可穿戴設(shè)備的操作系統(tǒng)

　　可穿戴設(shè)備，乃至更廣泛意義上的便攜式醫(yī)療設(shè)備，通常由某種類型的操作系統(tǒng)（OS）進(jìn)行管理。

　　這種OS可以是簡單的公司內(nèi)獨立開發(fā)的OS，也可以是從供應(yīng)商那里購買的復(fù)雜OS。

　　Linux或Android這樣的通用操作系統(tǒng)（GPOS），為應(yīng)用開發(fā)提供了性能豐富的開發(fā)平臺，但是由于它們需要消耗額外的不必要的內(nèi)存，所以對于特定應(yīng)用而言經(jīng)常顯得冗余。

　　對現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備而言，實時操作系統(tǒng)（RTOS）是一種很好的選擇。當(dāng)系統(tǒng)的某些需求需要占先式內(nèi)核提供的確定性和較小的代碼尺寸時，RTOS就顯得非常理想了。

　　通信接口需求

　　今天的醫(yī)療設(shè)備和幾年前的比較，最大的不同在于提供全面的連接能力，可以直接連接以太網(wǎng)或者通過如智能手機(jī)這樣的中繼提供到互聯(lián)網(wǎng)的連接路徑。這種連通性可以是間歇性的，或者通過無線或者通過臨時的有限連接，也可以是常態(tài)的，采用眾多可用的無線技術(shù)中的一種。

　　有限連接方式是成本最低的一種路由，但它的靈活性最低。盡管如此，對低成本設(shè)備而言，它們?nèi)匀皇乔袑嵖尚械慕鉀Q方案。

　　當(dāng)通過一種有線鏈路連接到可穿戴系統(tǒng)供應(yīng)商提供的設(shè)備時，很可能會借助于非常簡單的連接接口，如SPI和I2C。

　　在設(shè)備整個生命周期內(nèi)甚至在開發(fā)周期內(nèi)改變連接方式是可能的。可以通過采用操作系統(tǒng)高效地實現(xiàn)讓應(yīng)用層級的行為和底層連接方法無關(guān)的設(shè)計。

　　可穿戴醫(yī)療設(shè)備的真正未來取決于無線連接能力。USB是比SPI更復(fù)雜的一種協(xié)議，但無線連接方式則比USB更加復(fù)雜，尤其是在涉及到安全性時。

　　無線連接方法的跨度很廣，涉及范圍從藍(lán)牙/BLE、WiFi等近場通信到移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)。在無線技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)、協(xié)議、方案都在迅速升級換代。

　　更重要的是，這類系統(tǒng)成本的動態(tài)變化，使得當(dāng)前顯得過于昂貴的解決方案明天就可能變得非常經(jīng)濟(jì)。

　　設(shè)備的可伸展性

　　像大多數(shù)電子設(shè)備的市場那樣，可穿戴和便攜式醫(yī)療設(shè)備市場也是一個大而全的整體，既有小而便宜的產(chǎn)品，也有大而復(fù)雜的設(shè)備。即使是在某一特定設(shè)備類別內(nèi)也是如此，比如IV泵，這種設(shè)備及其功能的范圍相當(dāng)廣泛。所以，在開發(fā)環(huán)境中，保持軟件在盡量寬的設(shè)備范圍內(nèi)的通用性，對產(chǎn)品創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)性非常重要。

　　實時操作系統(tǒng)環(huán)境的一個優(yōu)點之一便是隨著目標(biāo)應(yīng)用選擇RTOS API并針對那種規(guī)范開發(fā)應(yīng)用程序的能力。

　　在RTOS的底層，中間件和設(shè)備驅(qū)動組件的集成提供了針對物理硬件的適配。

　　經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計的應(yīng)用可以適應(yīng)特定產(chǎn)品版本在基本實例之上增加的特定細(xì)節(jié)。這種適應(yīng)可以通過在運行時對所包含特征的動態(tài)評估或者在編譯及鏈接過程中選擇性地進(jìn)行編譯來實現(xiàn)。

　　解決低功耗問題

　　對可穿戴和便攜式移動設(shè)備而言，電池壽命顯示是至關(guān)重要的一個因素，通常處理器都包含一系列有效的節(jié)電能力。

　　但不幸的是，這些節(jié)電能力都比較復(fù)雜，通常彼此不相關(guān)，而且與要實現(xiàn)特定節(jié)電模式不相關(guān)的系統(tǒng)模塊也不相關(guān)。所以這些特性加起來為完成目標(biāo)應(yīng)用的開發(fā)者帶來相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)。

　　從電池中榨取最后一點nA-Hr的能力將決定設(shè)備在市場上的競爭力。開發(fā)者的軟件開發(fā)工作將陷入一種糾結(jié)，即在為追趕和超越競爭對手引入復(fù)雜性和必須執(zhí)行該項目次要方面所涉及的現(xiàn)實性問題之間權(quán)衡。

　　這個問題的解決方法是在一個整合了功耗管理的軟件平臺上進(jìn)行應(yīng)用軟件的開發(fā)。

　　大多數(shù)大型通用操作系統(tǒng)都整合了相當(dāng)復(fù)雜的電源管理功能，但這些操作系統(tǒng)根本就不會在便攜式醫(yī)療設(shè)備的處理芯片中發(fā)揮作用。

　　大部分實時操作系統(tǒng)都提供某種形式的電源管理功能，最通用的是滴答禁止，它會在沒有任務(wù)需要調(diào)度運行時禁止內(nèi)核的周期定時器滴答中斷，直到發(fā)生下一次定時器事件。

　　其他復(fù)雜的電源管理方法也可能被可穿戴設(shè)備所需要，但都很少實現(xiàn)在RTOS中。

　　為什么采用RTOS是有意義的？

　　為適應(yīng)可穿戴醫(yī)療設(shè)備的機(jī)械外形，電子元件可用的空間非常小，散熱能力也受到限制。

　　散熱是與功耗并行的一個問題且已經(jīng)得到解決。而設(shè)備的物理尺寸限制通常會驅(qū)使開發(fā)者選擇MCU片上系統(tǒng)作為處理引擎。

　　雖然可以通過精湛裝配外設(shè)陣列來抵消它們的尺寸問題，存儲容量問題則是無法解決的。每種應(yīng)用都需要更多的存儲器，小型設(shè)備中的易失性和非易失性存儲器都非常寶貴。

　　這一點，比什么都重要，也將通用操作系統(tǒng)阻擋在可穿戴醫(yī)療設(shè)備大門之外。

　　如果需要考慮RTOS，精簡內(nèi)核最適宜的代碼和尺寸要求是2K（最低端的醫(yī)療設(shè)備決定的大?。?，RTOS須縮減到這種程度，同時這個RTOS還必須能夠?qū)崿F(xiàn)最全的功能。

　　隨著日益涌現(xiàn)的可穿戴醫(yī)療設(shè)備被市場接受，有一些關(guān)鍵性的制造和設(shè)計需要開發(fā)者牢記在心：功率感知硬件、可適應(yīng)的操作系統(tǒng)、廣泛的連接能力和軟件的長期使用，是任何便攜式或可穿戴醫(yī)療設(shè)備獲得成功的關(guān)鍵。

　　開發(fā)商必須在越來越復(fù)雜的高度競爭的市場中生存。為了實現(xiàn)這一點，開發(fā)人員和產(chǎn)品設(shè)計團(tuán)隊必須構(gòu)建一個快速、靈活、輕量化和具有成本效益的平臺。