智能医疗设备中的总线技术研究

智能医疗设备中的总线技术研究

范博文   努尔比亚·斯马依力   麦尔比亚·阿卜都热依木   池谢晨

上海健康医学院   201318

摘要：在我国大型综合性医院中，医学装备在医院的诊疗活动中扮演者极为重要的角色。无论是对疾病的检查、治疗还是愈后判断，都离不开先进的医学装备的帮助，医学装备既是病人诊断、治疗、康复必不可少的手段，也是衡量一个医院现代化诊疗水平的重要指标之一。随着科学技术的不断发展，医学装备也找朝着智能化、信息化、自动化的方向发展，不同学科、不同领域的先进技术在医学装备中交会应用，代表着医学装备的未来发展方向。

关键词：智能医疗设备：总线技术；总线种类

引言：随着科学技术的发展，特别是电子工业、计算机、网络技术的普及，使医疗设备在智能化、网络化、数据虚拟化方面有了长足的进步，在提高医疗设备功能多样性、结构优化性、性能稳定性的同时，也大大缩短了研发周期、降低了产品成本。其中，各种总线(bus)技术的应用起到了关键作用。总线的性能直接影响到智能医疗设备的整体性能，而且任何系统的研制和外围模块的开发都必须依从所采用的总线规范，总线技术随着微机结构的改进而不断发展与完善。因此，了解和掌握智能医疗设备中总线技术的原理、类型及特点，对开发、使用、维修、检测智能医疗设备有着积极的推动作用。

一，总线技术的概念

总线技术总线的概念很简单，它就是将各部件连接到计算机处理器的一个元件。要连接的部件包括硬盘、内存、音响系统和视频系统等。例如，要查看计算机在做什么，一般是使用阴极射线管（CRT)显示器或液晶（LCD）显示器。您需要专用的硬件驱动屏幕，而一般是通过显卡来驱动。显卡是一小块可以插入总线的印制电路板。通过使用计算机的总线作为通信通路，显卡就可以与处理器进行通信。总线的优点就是能够更加方便地更换各个部件。如果您想更换一个更好的显卡，您只需从总线上拔掉原来的显卡，然后插上新的就可以了。如果您要在计算机上安装两个显示器，只需在总线上插入两个显卡。

总线技术就是将各部件连接到计算机处理器的一个元件。要连接的部件包括硬盘、内存、音响系统和视频系统等。例如，要查看计算机在做什么，一般是使用阴极射线管（CRT）显示器或液晶(LCD）显示器。您需要专用的硬件驱动屏幕，而一般是通过显卡来驱动。显卡是一小块可以插入总线的印制电路板。通过使用计算机的总线作为通信通路，显卡就可以与处理器进行通信。

二，总线技术的原理

总线是实现计算机各设备组件(包括外围设备)之间数据交换的规范化通道，保证以一种规定的方式为各组件提供数据传送途径和控制逻辑。另一方面，如果把计算机主板比作一座城市，那么总线就像是城市里的公共交通工具，能按照固定行车路线，来回不停地传输数据——比特（bit。这些线路在同一时间内仅能传输一个比特数据，因此必须同时采用多条线路才能传送更多的数据，而总线可同时传输的数据量就称为总线带宽，以比特为单位，总线带宽愈大，传输性能就愈佳。单位时间内可以传输的总数据数：总线带宽=频率x宽度(bytes/s)。实现总线技术的关键在于线路的“共用”和数据的“交错”。当所有器件都以高阻态形式连接到总线时，我们称总线此时为“空闲”，这时其中的一个器件可以进行通信；主动发起通信的器件驱动总线，发出目的器件的地址和需要传送的数据，总线状态为“忙”，与地址信息相匹配的器件(以高阻态形式连接在总线上)就可以通过总线接收数据。通信结束后，总线重新回到“空闲”状态，等待下一次通信。这样，通过总线技术就可以实现一套计算机主机同时控制多台传统意义上的医疗设备和打印机、显示器、读码器、报警器、控制器等，形成基于数字化、系统化、信息化的智能医疗设备系统。

三，总线技术优点及缺点

（一）总线结构的主要优点

（1）简化硬件设计。利用面向总线的微型计算机设计方法，可以十分方便地设计出模块化结构，CPU插件、存储器插件以及I/0插件等都可以按照模块分别设计，最后将它们统一连入总线系统即可。（2）优化系统结构。采用总线结构设计，可大量实现底板连线的印制化，大大减少系统硬件的外部连线，从而使整个系统结构更加简化、清晰、有效。（3）提高系统扩充性。一方面，当硬件系统需要在功能上或规模上进行扩充时，仅仅需要保证插入的插件是相同类型或具有相同协议即可：另一方面，如果需要扩充医疗设备的功能，可以按照总线标准设计新的功能插件，而插件的拆装都比较灵活，没有严格的限制。

（二）总线结构的主要缺点

（1）区别于单独数据传输系统设计，总线结构传送数据具有分时性。每当有多个设备同时申请使用总线时，会引起协议冲突，必须通过总线仲裁来解决。（2)不同于单一硬件系统的资源独占，总线结构的带宽是有限的，特别是当多个硬件设备之间缺乏资源调控机制时，很容易造成总线数据传送的延时，对某些需即时传输数据的设备来说是致命缺点。（3）以总线结构设计医疗设备时，硬件设备必须要设计带有信息筛选的功能，用于准确地判断总线上的信息是否是传给自己的。

结语语：

医疗设备是现代技术综合运用的产物，它功能繁多、结构复杂、涉及领域广、更新换代快，对优化结构、稳定性能、便捷维修和智能升级等有较高的要求。因此，充分利用总线技术，对提高医疗设备的设计高效性、系统扩充性、功能智能性以及信息网络化具有重要作用，并可在短时间内迅速提升我国医疗设备产业行业的研究能力和水平，研制出一批适合中国医疗市场的医疗设备，推出一批具有自主知识产权的医疗设备民族品牌。

参考文献:

[1]孙志辉,周尚,门述强.智能医疗设备中的总线技术探讨[J].医疗卫生装备,2015,36(04):114-116.

[2]黄世安，刘志国.CAN总线在医疗中的应用及展望[J].医疗卫生装备，2014，35（8）：112-115.