适合低功耗便携式血糖仪的SoC芯片与方案实现

概要：本文讲解了合适便携式血糖仪的低功耗SoC芯片结构和性能，已完成仿真数据采集和信号处理功能。本文还阐释了SoC芯片在血糖仪中的软硬件设计，并更进一步说明了SoC设计在实际应用于中的几个最重要功能，例如低功耗睡眠中模式，低噪声运放与温度传感器等。

血糖和酶电极反应时所产生的黯淡电流经过缩放、滤波、模数转换后经SoC芯片数据处理，在液晶显示器上表明出有测试结果。本文所明确提出的SoC设计统合低噪声运算放大器切换黯淡的血糖信号成电压信号，测试范围约1.1-33.3mmol/L，单次采血量仅有为3mu;L，已完成一次测试的时间大约4秒，片外的EEPROM可以存储256两组历史记录，还具备自动温度补偿与校正功能，合适个人、家庭或医院用于。　　1章节　　糖尿病（DM，DiabetesMellitus）是一种少见的非传染却严重危害人类身体健康的慢性疾病，糖尿病是时隔心血管和肿瘤之后的第三大非传染性疾病，已沦为严重威胁人类身体健康的世界性公共卫生问题。糖尿病再次发生后不会引发糖、水、脂肪、蛋白质和电解质等代谢紊乱，进而造成各种并发症，还包括糖尿病性心脑血管病、糖尿病性肾病、糖尿病性眼病、糖尿病性神经病逆等等。

因此，我们必须研发更加先进设备的医疗设备来防治和化疗糖尿病及其并发症。　　现代医学还没根治糖尿病的方法，对患者的血糖浓度展开频密的测量是减缓糖尿病及其并发症的最重要方法。目前医院中最常用的检测血糖参数的方法是通过收集病人的血样，用大型生化分析仪展开分析与检测。

这种方法准确性低，但检测时间过于宽、必须的血液量过多，还须要专业人员操作者仪器，有利于病人的自我监护。近年来，医院内完全所以科室皆配有便携式血糖仪，不仅为医生和患者提供数据，而且可以作为医生调整药物剂量的依据。

便携式血糖仪解决问题了大型生化分析仪检测方法的缺点，不但便利了糖尿病患者对血糖的掌控，还增进了血糖仪的普及。　　随着微电子技术和信息技术的发展，各种便携式血糖仪的设计方案不断涌现。目前市场上的血糖仪种类多样，在有所不同程度上符合临床医疗的市场需求。

价格，精度和低功耗（待机时间宽）是用户评价一款血糖仪的3个最重要特性。以往的用作血糖仪的芯片使用分离出来的模／数（A/D）转换器芯片构建，利用转换器将模拟信号转换成数字信号输入，这种方式的结果不平稳，而且整体构建成本较为低，给市场大量推展带给诸多不便。

互为较之下本文明确提出的SoC设计具备片内仿真设计统合度低，外围所须要器件较少，精度高，低功耗等优点。　　便携式血糖仪的系统构建对酶生物传感器检测的数据展开处置并送往LCD显示器上，另外还必须已完成时钟的计时，数据的记录与存储等功能。

本文讲解一种可普遍用作家庭和医院的新型低功耗医用血糖仪的SoC设计与方案构建，文中说明了SoC芯片主要功能和工作原理，还得出了使用SoC芯片设计血糖仪的应用于电路和软件工作流程。　　2血糖仪的特点　　本文讲解的便携式血糖仪使用电化学酶电极法，当血液样品滴加在试纸（TestStrip）上时，血糖与感应器膜反应产生电子，在一个工作电压的起到下，电子不会被传输到电极，所产生的电流与血糖的浓度成一定的比例关系，通过检测电流的值就可以得出结论血糖的浓度。

　　2.1什么是糖尿病　　长时间情况下，身体不会将不吃进来的淀粉类食物分解成及转变成葡萄糖，获取身体的能源。而胰岛素是由胰脏生产的一种荷尔蒙，它可以协助葡萄糖转入细胞内，获取热能。因为糖尿病患上的胰脏生产胰岛素严重不足或功能不当，无法使葡萄糖充份转入细胞利用，而回到血中使血糖浓度增高。

长年的高血糖症状，有时不会引发视网膜恶性肿瘤、肾脏、神经病逆、心脏和血管、高血压、性能力弱化，甚至丧生。1997年美国糖尿病协会明确提出了糖尿病临床的新标准：　　1.有糖尿病症状，并且给定血糖ge;11.1mmol/L；　　2.空腹血糖ge;7.0mmol/L；　　3.口服葡萄糖耐量试验（OGTT）2小时后血糖ge;11.1mmol/L。　　糖尿病已沦为全球注目的主要慢性病，“早期临床、必要化疗”与“患者自我因应”是掌控糖尿病的不二法门，除了严重者长年静脉注射胰岛素外，糖尿病平日的血糖监测亦十分最重要，因应用药、饮食的掌控及持续监测，可减缓各种糖尿病并发症的再次发生以享有身体健康的生命。　　2.2检测原理概述　　利用测试试纸作为葡萄糖信号的来源，以相同偏压方式唤起试纸与血液的电化学反应沦为电流信号输入，再行经由本文所托低功耗SoC芯片量测电流信号、运算、数字输入表明，如图1右图，以最多的器件达成协议偏压式电流量测方案。

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