Vivi在便携式心电监护系统设计中的应用

　　0　引　言

　　目前，心电监护系统主要存在体积大、功能简单、实时性不强等方面的缺点。随着嵌入式技术的迅猛发展，小型化、智能化、多功能化及网络化是心电监护系统未来的发展趋势，实时监护、心电数据分析及辅助诊断技术将会在心电监护系统中得到很大突破[1]。现 以S3C2440　为中央处理器设计了一款便携式心电监护系统，具有体积小、成本低、功能强、实时性好等优点，并以此为基础研究了Vivi　在心电监护系统设计中的应用，详细讨论了Vivi　的启动流程、移植过程及编译等，最后在心电 监 护 系 统 硬 件 平 台 上 对 移 植 的Vivi　进 行 了测试。

　　1　便携式心电监护系统硬件电路设计

　　便携式心电监护系统的硬件结构如图1　所示，主要包括：中央处理器、心电信号采集电路、带触摸屏液晶屏、存储器、报警电路及通信接口电路等。

　　中央处理器选用Samsung　公司的S3C2440，它采用了32　位的低功耗RISC内核ARM920T，其内核包含了存储管理单元(MMU)、高速指令和数据缓存，主频最高可达266 MHz，支持实时操作系统Linux和WinCE[2]。同时，S3C2440　芯片内部集成了LCD控制器、触摸屏接口、串口和USB接口等一系列通用外围接口，简化了外围扩展电路的设计。

　　心电信号采集电路用于实现心电信号的提取、放大、滤波等前期处理，并将调理好的心电信号输入到S3C2440的AD转换器。由于心电

信号十分微弱，典型值仅1mV，频率为0.05～100Hz[3]，且受到多种信号干扰，因此心电信号采集电路选用低噪声、高共模抑制比的运算放大器INA326　和OPA2335，并采用两级放大电路设计，其主要包括前级放大电路、滤波电路、后级放大电路和右腿驱动电路等。

　　液晶屏选用NEC　256K色240×320　分辨率3.5　英寸TFT触摸真彩液晶屏，主要用于心电监护系统界面、心电信号及各种特征参数的显示，同时通过触摸屏可对系统进行操作，为心电监护系统提供良好的人机交互界面。

　　另外，心电监护系统存储器部分扩展了64 MBSDRAM，2 MB　NOR　FLASH和64 MB　NANDFLASH，主要用于存储BootLoader、操作系统内核、文件系统、应用程序及程序运行等。通信接口部分主要扩展了串口、USB接口及以太网接口，方便心电监护系统与其他设备或网络间的通信。

　　该设计既充分利用了S3C2440　芯片高性能及丰富片上资源的特点，又考虑了系统的可移植性和人机交互性，具有成本低、体积小、功能强、实时性好等特点。

　　2系统存储空间地址分配及映射S3C2440芯片提供了多种存储器的外扩接口，整个外扩存储空间为1GB，分为8　个Bank[4]。如图1　所示，便携式心电监护系统外扩了2MB　的NORFLASH、64 MB　的NAND　FLASH和64 MB　的SDRAM，其中NOR　FLASH存储系统的Boot　Loader，NAND　FLASH存储Linux操作系统内核、根文件系统及心电监护系统应用程序。便携式心电监护系统外扩存储空间的地址分配和映射如图2所示。