除了如血糖和血壓監(jiān)視器、心電圖監(jiān)測(cè)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(kāi)始涌現(xiàn)，從輔助手術(shù)的谷歌眼鏡、康復(fù)保健用的無(wú)線傳感鞋墊、監(jiān)測(cè)心率和呼吸的內(nèi)衣到測(cè)量個(gè)體應(yīng)力水平的夾式裝置。

　　雖然用于基本保健功能的檢測(cè)手段看似微不足道，但一些更復(fù)雜的設(shè)備可以通過(guò)編程來(lái)測(cè)量和生成一些無(wú)法簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的更細(xì)致的圖案報(bào)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(gè)獨(dú)立組件？取決于它的通信需求，你可能需要把你軟件開(kāi)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(shí)時(shí)需求？對(duì)于一些便攜式醫(yī)療設(shè)備，不存在對(duì)實(shí)時(shí)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(huì)引起任何失效問(wèn)題。

　　再或者，這個(gè)設(shè)備是儀器中的一個(gè)關(guān)鍵單元，所以它的成本敏感度最低。與此相反，一個(gè)將要銷售數(shù)以千計(jì)的產(chǎn)品對(duì)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(guò)來(lái)說(shuō)，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(shí)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(jiǎn)單的公司內(nèi)獨(dú)立開(kāi)發(fā)的OS，也可以是從供應(yīng)商那里購(gòu)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(kāi)發(fā)提供了性能豐富的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，但是由于它們需要消耗額外的不必要的內(nèi)存，所以對(duì)于特定應(yīng)用而言經(jīng)常顯得冗余。

　　對(duì)現(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備而言，實(shí)時(shí)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(shí)，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(guò)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(guò)無(wú)線或者通過(guò)臨時(shí)的有限連接，也可以是常態(tài)的，采用眾多可用的無(wú)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(duì)低成本設(shè)備而言，它們?nèi)匀皇乔袑?shí)可行的解決方案。

　　當(dāng)通過(guò)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(shí)，很可能會(huì)借助于非常簡(jiǎn)單的連接接口，如SPI和I2C。

　　在設(shè)備整個(gè)生命周期內(nèi)甚至在開(kāi)發(fā)周期內(nèi)改變連接方式是可能的。可以通過(guò)采用操作系統(tǒng)高效地實(shí)現(xiàn)讓應(yīng)用層級(jí)的行為和底層連接方法無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)。

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

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

　　更重要的是，這類系統(tǒng)成本的動(dòng)態(tài)變化，使得當(dāng)前顯得過(guò)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(chǎng)那樣，可穿戴和便攜式醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)也是一個(gè)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(kāi)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(duì)產(chǎn)品創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)性非常重要。

　　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)之一便是隨著目標(biāo)應(yīng)用選擇RTOS API并針對(duì)那種規(guī)范開(kāi)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(dòng)組件的集成提供了針對(duì)物理硬件的適配。

　　經(jīng)過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用可以適應(yīng)特定產(chǎn)品版本在基本實(shí)例之上增加的特定細(xì)節(jié)。這種適應(yīng)可以通過(guò)在運(yùn)行時(shí)對(duì)所包含特征的動(dòng)態(tài)評(píng)估或者在編譯及鏈接過(guò)程中選擇性地進(jìn)行編譯來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　解決低功耗問(wèn)題

　　對(duì)可穿戴和便攜式移動(dòng)設(shè)備而言，電池壽命顯示是至關(guān)重要的一個(gè)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(shí)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(lái)為完成目標(biāo)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)者帶來(lái)相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)。

　　從電池中榨取最后一點(diǎn)nA-Hr的能力將決定設(shè)備在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。開(kāi)發(fā)者的軟件開(kāi)發(fā)工作將陷入一種糾結(jié)，即在為追趕和超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手引入復(fù)雜性和必須執(zhí)行該項(xiàng)目次要方面所涉及的現(xiàn)實(shí)性問(wèn)題之間權(quán)衡。

　　這個(gè)問(wèn)題的解決方法是在一個(gè)整合了功耗管理的軟件平臺(tái)上進(jìn)行應(yīng)用軟件的開(kāi)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(huì)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(shí)時(shí)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(huì)在沒(méi)有任務(wù)需要調(diào)度運(yùn)行時(shí)禁止內(nèi)核的周期定時(shí)器滴答中斷，直到發(fā)生下一次定時(shí)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(shí)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(gè)問(wèn)題且已經(jīng)得到解決。而設(shè)備的物理尺寸限制通常會(huì)驅(qū)使開(kāi)發(fā)者選擇MCU片上系統(tǒng)作為處理引擎。

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

　　這一點(diǎn)，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(jiǎn)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(shí)這個(gè)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(chǎng)接受，有一些關(guān)鍵性的制造和設(shè)計(jì)需要開(kāi)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(zhǎng)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(kāi)發(fā)商必須在越來(lái)越復(fù)雜的高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中生存。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，開(kāi)發(fā)人員和產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須構(gòu)建一個(gè)快速、靈活、輕量化和具有成本效益的平臺(tái)。