Jason Tollefson ist Senior Product Marketing Manager bei Microchip.

Jason Tollefson ist Senior Product Marketing Manager bei Microchip.Microchip

Die Medizin braucht Präzision, das gilt auch für ihre elektronischen Hilfsmittel. „Wir sehen, dass viele Entwickler von Medizingeräten nach 12- und 14-Bit-ADC inzwischen 16-Bit-Wandler verlangen“, erläutert denn auch Jason Tollefson, Senior Marketing Manager der Advanced Mikrocontroller and Architecture Division. Einen solchen Wandler haben die Amerikaner nun in Eigenregie („Wir haben keine IP-Blöcke zugekauft, sondern alles selbst entwickelt“) mit einem hauseigenen 16-Bit-PIC-Mikrocontroller auf einem Chip kombiniert. Die effektive Genauigkeit des ADCs liegt bei bis zu 15,5 effektiven Bit bei maximalem Oversampling. In der Konfiguration schafft er immerhin 1 kSample/s. Wem das zu langsam ist, der findet zusätzlich einen 12-Bit-ADC mit 10 MSample/s auf dem Single-Chip-Baustein. Um die Signalkette zu vervollständigen, sind auch drei programmierbare Spannungsreferenzen, zwei 10-Bit-DACs und zwei Operationsverstärker auf Basis der XLP-Technologie (Extreme Low Power) enthalten. Das Ziel lautet, die Batterielebensdauer in medizintechnischen und industriellen Anwendungen zu maximieren.

Hohe Integration

Blockdiagramm der PIC24FJ128GC010-Familie.

Blockdiagramm der PIC24FJ128GC010-Familie.Microchip

Jason Tollefson betont, dass die hohe Integration nicht nur die BOM-Liste kürzt und Board-Platz spart, sondern das Design deutlich vereinfacht. Allein das Routing auf dem Board ist bei diskretem Aufbau eine Herausforderung, schließlich gilt es, die Analogleitungen so sauber zu halten, dass der Präzisions-ADC auch wirklich zum Tragen kommt. Außerdem ist der Baustein für 2-V-Versorgung ausgelegt, um ohne Spannungswandler an gewöhnlichen Batterien zu funktionieren. Für den sparsamen Betrieb sind neun Betriebsmodi vorgesehen. Sogar ein Sechs-Kanal-DMA ist vorgesehen, um die CPU zu entlasten. Da viele Medizinanwendungen eine exakte Zeit benötigen, gibt es eine Real-Time-Clock mit eigener Backup-Batterieversorgung (VBat). Wenn der Ausfall der Hauptbatterie droht (natürlich ist eine Brown-Out-Detection vorgesehen), kann der Controller einige Register im Bereich der RTC setzen und deren Inhalt über den Reset hinweg erhalten.

Anwendungsbeispiele der PIC24FJ128GC010-Familie.

Anwendungsbeispiele der PIC24FJ128GC010-Familie.Microchip

Anwendungsbeispiele sind tragbare medizinische Überwachungsgeräte, Blutdruck- und Blutzuckermessgeräte sowie industrielle Anwendungen zur Beobachtung von Strom und Spannung, Gasdetektoren und Sensoranordnungen zur Hochgeschwindigkeitsmessung.

Für Medizingeräte geschaffen

Im folgenden Video zeigt Jason Tollefson als Beispielapplikation ein Blutdruckmessgerät, das vollständig vom neuen Mikrocontroller gesteuert wird:

Die PIC24FJ128GC010-Familie schließt einen LCD-Treiber für die Ansteuerung von bis zu 472 Segmenten von Displays mit umfangreichen alphanumerischen Laufschriften ein. Medizingeräte können über den USB-Port die klinischen Daten erhalten und in industriellen Einrichtungen kann er als Service-/Datenport dienen. Über die M-Touch-Peripherie auf dem Chip ist zudem die kapazitiv-berührungssensitive Eingabe möglich.

Das Starterkit für PIC24F Intelligent-Integrated-Analog führt jeden Analogport des Mikrocontrollers an die Anschlussleiste heraus.

Das Starterkit für PIC24F Intelligent-Integrated-Analog führt jeden Analogport des Mikrocontrollers an die Anschlussleiste heraus.Microchip

Starterkit

Die PIC24FJ128GC010-Familie wird durch das Starterkit für „PIC24F Intelligent Integrated Analog“ unterstützt. Microchip hat bei diesem Kit besonderen Wert auf den Analogteil gelegt und jedes Signal an eine Steckerleiste herausgeführt. Sogar einige Sensoren sind auf dem Board vorhanden. Praktisch: Auf der Unterseite der Platine befinden sich ein vollständiger Debugger und eine Programmiereinheit.

Muster der PIC24FJ128GC010-Familie sind ab sofort lieferbar. Der PIC24FJ128GC010 mit 128 KByte Flash und der PIC24FJ64GC010 mit 64 KByte Flashspeicher sind in 100-poligem TQFP und 121-poligem BGA-Gehäuse erhältlich. Der PIC24FJ128GC006 mit 128 KByte und der PIC24FJ64GC006 mit 64 KByte Flash werden in 64-poligen TQFP und QFN-Gehäusen angeboten.