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MCU로 탄력 받는 헬스 모니터링 기기

몇 년 전 손목 밴드 크기의 헬스 모니터 기기가 처음 등장했을 때, 피트니스 제품 시장은 많은 충격을 받았다. 이어 스마트 워치가 등장했고 보다 향상된 건강 관련 데이터의 수집이 가능해졌다. 이제는 원격 의료(telemedicine)가 점점 대중화되고 있다. 실제로 일부에서는 원격 의료가 원격 헬스 모니터링 기기에 의존할 것이고, 미래의 의료 비용을 낮추는 핵심적인 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

헬스 모니터 시장의 열기가 달아오르면서, 기능과 리소스를 잘 조합하면서도 제품 개발을 간소화하고 헬스 모니터 기기가 요구하는 품질을 제공할 수 있는 마이크로컨트롤러(MCU)가 요구될 것이다. 대부분의 헬스 모니터는 매우 작기 때문에 개발자들은 높은 통합 수준을 필수로 요구할 것이며, 이는 MCU 및 관련 회로가 반드시 초소형 폼팩터 안에 들어가야 한다는 것을 의미한다.

과거의 일반적인 MCU보다 훨씬 높은 통합 수준을 보유한 새로운 유형의 MCU가 등장했다. TI의 MSP430FR2311 MCU가 포함된 이 새로운 MCU들은 다수의 표준 연산 증폭기를 갖춘 아날로그 프론트 엔드뿐만 아니라 매우 낮은 전류를 전압 신호로 변환하는 매우 낮은 전력의 트랜스임피던스 증폭기(TIA), 그리고 일반적인 RAM/플래시 메모리 아키텍처를 대신하는 단일 블록의 FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 및 온칩 오실레이터를 새롭게 통합한다. 모든 기능은 3.5mm x 4mm의 소형 패키지로 제공된다.

디지털 체온계와 같은 소형 폼팩터의 헬스 모니터링 기기에는 MCU가 필수적이다. 전체 시스템이 애플리케이션에 주어진 제한된 공간 안에 들어갈 수 있어야 할 뿐만 아니라, 매우 민감한 TIA는 판독 오류를 방지하기 위해 매우 높은 정확도를 달성해야 한다. 의료 업계에서 정확성은 필수이다. MSP430FR2311 MCU의 TIA는 입력 누설 전류가 50피코암페어(pA)로, 업계의 다른 전류 감지 솔루션보다 20배가 더 낮다. 낮은 전류 입력 누설은 TIA로 하여금 보다 낮은 전류를 감지하도록 하고, 어느 파라미터를 측정하든지 훨씬 더 민감한 기기를 구현한다. 또한 저전력 TIA는 기기의 배터리 수명을 연장한다.


그림 1: 소형 폼팩터 MCU를 필요로 하는 디지털 체온계

통합된 FRAM 메모리 아키텍처는 개발자가 플래시 메모리의 코드 스토리지 공간과 RAM의 데이터 로깅 스토리지를 효율적으로 구성할 필요가 없다는 것을 의미한다. 큰 단일 블록의 FRAM이 내장되어 있어 시스템 설계자는 애플리케이션에 가장 적절한 코드와 데이터 스토리지 비율을 결정하기만 하면 된다.

물론 차세대 헬스 모니터링 기기는 보다 다양한 기능을 갖춘 기기로 발전할 것이다. 예를 들어, 현재 일부 모니터는 화상 위험이 있는 단계에 이르면 사용자에게 이를 미리 알리기 위해 자외선 수준을 측정한다. 센서는 온도와 습도를 측정하는데, 손목밴드에 이러한 기능이 결합된 장치를 탑재하여 사용자에게 자외선 차단과 더위의 위험성을 경고한다. 다음 단계에서는 피부 온도와 심박수를 모니터링하여 건설 현장 등의 근로자에게 일사병 위험을 미리 알릴 수 있다.

확실히 MSP430FR2311 MCU와 같은 강력한 기능의 MCU 덕분에 헬스 모니터링 기기는 미래에 보다 저렴한 가격, 높은 정확도, 보다 다양한 기능을 갖추게 될 것이다.

MSP430FR2311 MCU 관련 추가 블로그 정보

 

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