一种基于嵌入式USB HOST的心电数据存储系统

　　1　引　　言

　　动态心电监护仪需要长时间地采集、记录海量数据,并进行进一步的信号处理和分析,以便监床病情的检测和监护。存储载体的体积和功耗的限制是便携式监床医疗仪器发展的瓶颈[1]。近几年,随着FlashMemory非易失存储技术的发展。诞生了许多基于Flash存储技术的非易失大容量闪烁存储卡。PC(PCMCIA)、CF(CompactFlash)、SD(SecureDigital)、MMC(MultMedia)、SM(SmartMedia)、MS(MemoryStick)以及基于通用串行总线(USB)接口的闪存盘是如今流行的7大卡系,具有容量大、功耗低等优点。移动存储器被广泛应用于各种数码产品中,如数码相机、媒体播放器和PDA等,同时也为低功耗、便携式动态心电监护仪的采集存储系统提供了理想的存储介质。

　　USB闪存盘具有其它一些存储介质不具备的优点。首先是使用上的方便,USB闪存盘不需要专门的读取写入设备,对于使用Windows Me/2000/XP操作系统的用户来说,连驱动程序都无需安装,即插即用。这就意味着可以省去动态心电监护仪与计算机的接口,24h记录的上百兆心电数据以文件的形式直接存储在闪存盘中,便于计算机对其进行管理和分析。其次,USB闪存盘还具备了读写速度较快的特点。理论上,USB1.1能达到的传输速率是12M/s,这完全能够满足实时记录心电数据的要求。再次,优良性价比使移动闪存盘销量呈现爆炸式增长。据塞迪数据统计,2003年上半年,中国闪存盘市场销售总量达到211.6万台,销售额实现3.73亿元,销售量同比增长112.2%。在价格方面,2003年上半年,闪存盘产品平均价格比2002年下降了24.2%。更多厂商的进入和价格的持续下降,从另一个角度也使得闪存盘市场供给产品种类的增多和功能的延伸。

　　2　基于嵌入式USB Host的移动存储解决方案

　　随着USB应用领域的逐渐扩大,人们希望USB设备能应用在各种计算机领域中,尤其是在移动数据交换等没有PC的领域中。非PC应用领域的应用是USB一个致命的弱点。这是因为USB的拓扑结构中居于核心地位的是主机(Host),任何一次USB的数据传输都必须由主机来发起和控制,所有的USB设备都只能和主机建立连接,任何两个外设之间或是两个主机之间无法直接通信[2]。而目前,大量的扮演主机角色的是个人电脑(PC)。因此,我们目前所买到和使用的USB移动设备,都是USB的设备,比如USB的移动硬盘、USB接口的数码相机等。所有这些设备都只能在PC上使用,只能通过PC来进行相互的文件和数据交换。因此,“如何将USB应用到嵌入式领域?如何实现USB点对点的通信?”等问题,开始进入了USB开发者的讨论议程。正是在这种新的需求之下,USB主机的嵌入式应用成了USB领域新的兴奋点。

　　MemMaster是由北京先锋博创科技发展有限公司研制的嵌入式USB Host解决方案。MemMaster模块完全遵守USB1.1协议规范,可以全面兼容所有遵守USB协议规范的移动存储器;支持FAT12/FAT16文件系统,最大文件传输速度可达到200kb/s。Mem-Master模块上集成了MCU,USB主控制器(USB　HostController)以及标准USB接口(USB Plug)和双端口RAM。集成了MemMaster的嵌入式数据采集系统能够读写作为从终端的USB移动存储器,从而完成数据存储和交换功能。如图1所示。