Soluzioni di chip per l'applicazioni sanitarie è dispositivi medichi
A pianificazione necessaria per cuncepisce chips per l'applicazioni mediche hè assai sfarente da l'altri spazii, è ancu assai sfarente da i mercati critichi per a missione cum'è e vitture autònuma.Indipendentemente da u tipu di dispusitivu medicale, però, u disignu di chip medicale hà da affruntà trè sfide maiò: cunsumu di energia, sicurezza è affidabilità.
In u sviluppu di semiconduttori utilizati in l'assistenza sanitaria, i sviluppatori devenu prima assicurà chì u bassu cunsumu d'energia di i dispositi medichi, i dispositi implantabili sò esigenze più strette per questu, perchè tali dispusitivi anu da esse piazzati chirurgicamente in u corpu è eliminati, u cunsumu di energia deve esse più bassu. , in generale, i medichi è i pazienti volenu chì i dispositi medichi implantabili ponu durà 10 à 20 anni, invece di ogni pocu anni per rimpiazzà una bateria.
A maiò parte di i dispositi medichi non-implantable necessitanu ancu disinni ultra-low-power, perchè tali dispositi sò soprattuttu alimentati da batterie (cum'è trackers di fitness in u polso).I sviluppatori anu bisognu di cunsiderà tecnulugii cum'è prucessi di bassa fuga, duminii di tensione è domini di putenza switchable per riduce u cunsumu di energia attiva è standby.
L'affidabilità hè a probabilità chì u chip hà da esse realizatu bè a funzione necessaria in un ambiente determinatu (in u corpu umanu, in u polsu, etc.) per un periudu di tempu specificu, chì varierà secondu l'usu di u dispusitivu medicale.A maiò parte di i fallimenti si trovanu in a fase di fabricazione o vicinu à a fine di a vita, è a causa esatta varierà secondu e specifiche di u pruduttu.Per esempiu, a vita di un laptop o di un dispositivu mobile hè di circa 3 anni.
I fallimenti di a fine di a vita sò principalmente dovuti à l'anziane di i transistor è l'elettromigrazione.L'anzianu si riferisce à a degradazione graduale di u rendiment di u transistor cù u tempu, eventualmente purtendu à u fallimentu di tuttu u dispusitivu.L'elettromigrazione, o muvimentu indesevule di l'atomi per via di a densità di corrente, hè una causa impurtante di fallimentu di l'interconnessione trà i transistori.A più alta hè a densità di corrente attraversu a linea, più grande hè a probabilità di fallimentu in u cortu termini.
U funziunamentu propiu di i dispositi medichi hè criticu, cusì l'affidabilità deve esse assicurata à u principiu di a fase di cuncepimentu è in tuttu u prucessu.À u listessu tempu, riduce a variabilità in a fase di produzzione hè ancu essenziale.Synopsys offre una soluzione cumpleta di analisi di affidabilità, cumunimenti chjamata PrimeSim Reliability Analysis, chì include a verificazione di e regule elettriche, a simulazione di difetti, l'analisi di variabilità, l'analisi di l'elettromigrazione è l'analisi di l'età di transistor.
I dati medichi cunfidenziale raccolti da i dispositi medichi anu da esse assicurati per chì u persunale micca autorizatu ùn pò micca accede à l'infurmazioni medichi privati.I sviluppatori anu bisognu di assicurà chì i dispositi medichi ùn sò micca suscettibili à alcuna forma di tampering, cum'è a pussibilità di individui senza scrupulu pirate in un pacemaker per dannà un paziente.A causa di a nova epidemia di pneumonia, u campu medico usa sempre più dispositivi cunnessi per riduce u risicu di cuntattu cù i pazienti è per comodità.A più cunnessioni remoti chì sò stabiliti, u più grande u potenziale per e violazioni di dati è altri attacchi cibernetici.
Da a perspettiva di l'arnesi di cuncepimentu di chip, i sviluppatori di chip di dispositivi medichi ùn usanu micca strumenti diffirenti da quelli utilizati in altri scenarii d'applicazione;EDA, core IP, è strumenti di analisi di affidabilità sò tutti essenziali.Questi strumenti aiutanu i sviluppatori à pianificà in modu efficace per ottene disinni di chip di putenza ultra-bassa cun affidabilità aumentata, tenendu in contu i limiti di u spaziu è i fatturi di sicurezza, chì sò impurtanti per a salute di i pazienti, a sicurità di l'infurmazioni è a salvezza di a vita.
Nta l'ultimi anni, u novu focu di a corona hà ancu fattu più è più persone capisce l'impurtanza di i sistemi medichi è i dispositi medichi.Durante l'epidemie, i ventilatori sò stati aduprati per aiutà i pazienti cù ferite pulmonare severa cù respirazione assistita.I sistemi di ventilatori utilizanu sensori è processori semiconduttori per monitorà i signali vitali.I sensori sò usati per determinà a tarifa di u paci, u voluminu è a quantità di ossigenu per respirazione è per aghjustà u livellu di l'ossigenu esattamente à i bisogni di u paci.U processatore cuntrola a velocità di u mutore per aiutà u paziente in respira.
È u dispositivu ultrasonicu portatile pò detectà sintomi virali cum'è e lesioni pulmonari in i pazienti è identificà rapidamente e caratteristiche di a pneumonia aguda assuciata à u novu coronavirus senza aspittà a prova di l'acidu nucleicu.Tali dispusitivi prima usavanu cristalli piezoelettrici cum'è sonde ultrasound, chì tipicamenti costanu più di $ 100,000.Sustituendu u cristallu piezoelettricu cù un chip semiconductor, u dispusitivu custa solu uni pochi di millaie di dollari è permette una rilevazione è una valutazione più faciule di u corpu internu di u paziente.
U novu coronavirus hè in crescita è ùn hè micca cumplettamente finitu.Hè impurtante per i lochi publichi per verificà a temperatura di un gran numaru di persone.L'attuale camera d'imaghjini termali o i termometri infrarossi di fronte senza cuntattu sò dui modi cumuni per fà questu, è questi apparecchi si basanu ancu in semiconduttori cum'è sensori è chips analogichi per cunvertisce dati cum'è a temperatura in letture digitale.
L'industria di a salute hà bisognu di strumenti EDA avanzati per risponde à e sfide sempre cambianti d'oghje.Strumenti EDA avanzati ponu furnisce una varietà di suluzioni, cum'è l'implementazione di capacità di trasfurmazioni di dati in tempu reale à i livelli di hardware è software, integrazione di u sistema (integrazione di quant'è tanti cumpunenti pussibule in una piattaforma unicu chip), è valutà l'impattu di low-chip. disinni di putenza nantu à a dissipazione di u calore è a vita di a bateria.I semiconduttori sò un cumpunente impurtante di parechji dispositi medichi attuali, chì furnisce funzioni cum'è u cuntrollu operativu, u processu di dati è u almacenamiento, a cunnessione wireless è a gestione di l'energia.I dispusitivi medichi tradiziunali ùn sò micca dipendenti di i semiconduttori, è i dispositi medichi chì applicanu i semiconduttori ùn sò micca solu eseguite e funzioni di i dispositi medichi tradiziunali, ma ancu migliurà a prestazione di i dispositi medichi è riduce i costi.
L'industria di i dispositi medichi hè in evoluzione à un ritmu rapidu, è i sviluppatori di chip stanu cuncependu è cuntinueghjanu à guidà l'innuvazione in a prossima generazione di dispositivi implantabili, dispositi medichi di l'ospedale è wearables per a salute.
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