簡介
隨著罹患慢性疾病的機率增加、健康照護成本的提高，以及社會高齡化的趨勢，連線保健技術顯得愈來愈重要。Continua 集合管理器 (AM, aggregation manager) 將成為連線保健系統中重要的裝置。它能將個人保健裝置的資料登錄至遠端電子健康記錄檔案 (EHR)，以供家人及醫療人員查看，此外，AM 還能夠以手機、個人電腦或專用裝置的形式呈現。
本文介紹 AM 的三種不同系統解決方案，分別是高效能數位視訊介面 (DVI) AM (包含硬體加速、高畫質 [HD] 音訊/視訊 [AV] 編解碼器與 3D 加速使用者介面 [UI])、低成本 DVI AM (包含以軟體為基礎的標準解析度 [SD] AV 編解碼器) 及低功耗 AM (支援以軟體為基礎的音訊編解碼器)。
Continua 互通性
Continua Health Alliance 是由一群保健裝置原始設備製造商 (OEM)、服務供應商及矽產品廠商所組成的醫療聯盟，旨在針對保健裝置及集合管理器 (AM) 提供互通性準則。雖然第 1.0 版準則將 Bluetooth® 及通用序列匯流排 (USB) 界定為標準介面，但準則的後續版本將分別納入 Bluetooth® Low Energy (BLE) 技術及 ZigBee 成為低功耗個人區域網路 (PAN) 介面及區域網路 (LAN) 介面。OEM 目前使用乙太網路、Wi-Fi 及手機介面的組合，例如 AM 廣域網路 (WAN) 介面的 GSM。若要成為 Continua 認證的 AM，裝置必須整合至少一個 PAN 或低功耗 LAN 介面以及 WAN 或網際網路通訊協定介面。由於許多廠商期望能夠盡可能與各種裝置達到互通性，因此通常會整合多個低功耗 LAN/PAN 及 WAN 介面。
Continua AM 有許多不同的尺寸外型，某些情況下，可以是 PC 或手機，也可以是連結現有顯示器或整合式顯示器的媒體裝置。若考量低功耗需求，AM 也可以是低功耗的可穿戴裝置。由於許多廠商選擇採用以媒體為主的裝置及低功耗可穿戴裝置，因此本文章將解說以媒體為主的 AM 及低功耗 AM 預先整合式裝置。
圖 1：醫療體系中的 AM (來源：Continua 概觀簡報)
DVI 集合管理媒體處理器
TI 推出的 DVI AM 媒體處理器採用 ARM® Cortex™-A8 架構，可提供音訊、攝影機及視訊媒體介面。期望使用 HD 視訊串流裝置的廠商也可運用 TI 整合 HD 視訊加速器的 OMAP3530 處理器。而無需 HD (720p) 視訊串流裝置的廠商則應使用低成本的 AM3517，其可支援優於 DVI 的 HD (720p/1080i) UI，但不整合 HD 視訊加速器。這兩款媒體處理器均提供最新版 Linux (可支援 Ubuntu/Android UI)，而且程式碼能夠相容。此外，尋求將視訊效能提升至 full HD 高畫質 1080p的廠商應該使用採用 ARM Cortex-A9 雙核心處理器的OMAP4430 處理器。
圖2：DVI AM 配置圖
HD 視訊串流
OMAP3530 高效能低功耗行動應用處理器整合 ARM Cortex-A8 處理器以及 TI C64x+™ DSP 硬體加速視訊處理器與相關週邊。OMAP35x 評估模組包含開放原始碼 Linux 與驅動程式，以及 Code Sourcery 工具與數位視訊軟體開發套件 (DVSDK)。DVSDK 內建可立即用於生產且使用簡便的音訊及視訊編解碼器，適用於採用 TI DaVinci™ 技術的硬體加速視訊處理器。這些編解碼器與 Linux 及網路週邊預先整合，可支援即時 720p 視訊串流。SD 編解碼器由 TI 免費提供，HD 編解碼器則透過 TI 的協力廠商提供。
OMAP4430 處理器整合 ARM Cortex-A9 雙核心與硬體加速視訊處理器，可支援超高畫質 1080p 視訊串流 (或 720p 雙向視訊電傳會議)，並提供其他多媒體功能。
低功耗集合管理器處理器
針對醫療照護裝置的低功耗/成本需求，可使用 TI 以 ARM Cortex-M3 為基礎的 Stellaris® 微控制器。除了乙太網路 MAC/PHY 及 USB On-The-Go 等同步介面之外，LM3S9B96 開發套件新增多項可提升整體使用者經驗的功能，例如配備電阻式觸控介面的整合式 3.5 吋彩色 QVGA LCD、用於功能表瀏覽的指輪電位器、使用者 LED 與按鈕、MicroSD 卡插槽，以及 1 MB 序列快閃記憶體。LM3S9B96 開發套件提供的擴充電路板適用於 TI 的 CC2530 ZigBee SoC、CC2540 Bluetooth Low Energy SoC 及 CC2570 ANT 網路處理器 (NWP)。該套件提供的軟體工具套組包括：
• ARM RealView 微控制器開發套件的評估版本
• IAR Embedded Workbench 自動化安裝版本
• Code Red Technologies 的 Red Suite
• CodeSourcery Sourcery G++ GNU 工具
圖 3：低功耗 AM 配置圖
集合管理器連線
TI 的 AM 參考設計內含兩個 Continua WAN 介面 (乙太網路及 Wi-Fi)、一個低功耗 LAN 介面 (ZigBee) 及四個 PAN 介面 (USB、Bluetooth、Bluetooth Low Energy 及 ANT)。
Wi-Fi
TI WiLink™ 6.0 (WL127x) 解決方案為高度整合式的 65 奈米產品，其中將 WLAN、Bluetooth 及 FM 核心整合於單晶片。WiLink 6.0 解決方案支援最新標準，包括 802.11 a/b/g/n 及各世代的 Bluetooth 技術，適用於行動裝置，例如智慧型手機及其他需要以低功耗達到絕佳連線功能的電池供電裝置。
WiLink 6.0 提供現有外部切換模式電源供應 (SMPS) 及前端模組。前端模組包含 PA、平衡轉換器及三向式無線射頻開關。
TI 的 WiLink 6.0 解決方案採用三重無線射頻設計，其中運用特殊技術解決無線射頻並存的難題。WLAN 及 Bluetooth 經過特別整合，因為這兩者以相同頻帶進行運作。專屬的演算法可允許 WLAN 及 Bluetooth 針對 2.4 GHz 頻帶共用同一天線，以解決此一問題。
整體解決方案的尺寸大小有時候是行動裝置的關鍵，由於 WiLink 6.0 解決方案核心裝置的體積尺寸相當小，因此最終的整體尺寸將不會超過 80 毫米。
圖4：WiLink™ 6.0 解決方案配置圖
WiLink 6.0 解決方案具備全面性的軟體套件，提供裝置核心功能的開發與整合。此一套件稱為 MCP (行動連線套件)，內含執行產品所需的全部相關軟體內容。
該套件提供的 WLAN 驅動程式搭配外部的一般使用者應用程式可達成眾多功能，包括多重角色支援 (STA、AP、P2P) 與相關連線管理活動、安全性 (請求者介面)、服務品質，以及掃描與漫遊支援。此外， TI 網站 www.ti.com/connectivitywiki 並提供相關支援文件。
TI 並透過 LS Research 提供經完整認證的 WL127x 模組。TiWi 模組為高效能 2.4 GHz IEEE 802.11 a/b/g/n 及 Bluetooth 2.1+EDR 無線射頻，採用符合成本效益且經過預先認證的體積尺寸。
圖 5：WL1271 模組
該模組可實現必要的 PHY/MAC 層，以透過 SDIO/WSPI 介面運用主機處理器支援 WLAN 應用，此外，該模組也透過 HCI 傳輸層提供 Bluetooth 平台。而 WLAN 及 Bluetooth 兩者均共用同一個天線連接埠。
Bluetooth 技術
WL1271 中的 Bluetooth 介面支援 Bluetooth 1.2 (1 Mbps) 及 Bluetooth 2.0 + EDR (2 至 3 Mbps)。此款裝置採用開放原始碼 Blue-Z 堆疊，此一堆疊屬於 OMAP3530 處理器及 AM3517 Linux 基本埠的一部份。圖 4 顯示標準 Bluetooth 堆疊。Continua PAN 介面需要稱為 HDP (保健裝置配置) 的全新配置，目前已可透過開放原始碼予以整合。此一配置內建於 MCAP 抽象層中。由於 Bluetooth 的原始設定並非以低成本的鈕扣型電池做為電力來源，因此 Bluetooth SIG 推出 Bluetooth Low Energy 技術 (BLE) 的新規格。
圖 6：標準 Bluetooth® 堆疊
Bluetooth Low Energy 技術
不同於 Bluetooth，Bluetooth Low Energy 技術是無連線型通訊協定，對於需要極低成本的低功耗無線連線而言，可大幅縮短無線射頻必須持續啟動的時間長度。Bluetooth Low Energy 技術將 Bluetooth 導向更廣大的新興市場，包括醫療保健、運動健身、保全、行動裝置與 PC 配件，以及家庭娛樂。
Bluetooth Low Energy 技術透過雙模支援整合於現有 Bluetooth 晶片組，並且可用於單模的低功耗解決方案。在許多但並非全部的使用情況中，雙模裝置將整合於手機、PC 及汽車，或整合於已使用 Bluetooth 技術或需要加入 Bluetooth 支援的其他較不受電源限制的裝置。
這些裝置將支援現有 Bluetooth 體系，例如，免持聽筒功能的手機，並且透過雙模支援使得單模低功耗感應器及裝置能夠成為附加配備。
單模晶片將加入受電源限制的裝置 ，例如，持續運作一年以上的鈕扣型電池供電裝置，以支援低功耗 RF 的各種裝置及應用。
身為 Bluetooth Low Energy 技術領域的主要成員及領導廠商，TI 在該規格正式生效後，立即於 2010 年率先推出單模及雙模晶片。
TI 的 BLE 單模解決方案 CC2540 相當適合支援 Bluetooth Low Energy 技術。CC2540 提供接收靈敏度達到 -93-dBm 的 +5-dBm 輸出電源、具有彈性的記憶體選項，並搭配眾多支援週邊，包括5 通道 DMA、21 組 GPIO、2 組 USART、全速 USB 2.0、內建 AES 加密/解密引擎及計時器。CC2540 採用 40 接腳 6 x 6 QFN 封裝，並且可進行快閃記憶體程式設定。
TI 不僅提供硬體，也提供單模 Bluetooth Low Energy 技術的完全相容軟體通訊協定堆疊，包括主從 (master and slave) 及所有必要的配置角色。此一堆疊能夠使所有應用達到最佳的電源效能，而且內含開發單模 Bluetooth Low Energy 解決方案所需的工具、應用程式碼範例、配置支援、驅動器、開發電路板、文件及其他一切相關功能。
ZigBee 介面
ZigBee 醫療保健產品可運用於各種設定條件，包括家居或門診病患個人住所、康樂中心、老年退休社區及療養院。ZigBee 已獲得 Continua Alliance 選用，因為 ZigBee 技術適用於低功耗的電池供電裝置。低功耗偵測及監控適用 802.15.4 無線射頻，不僅耗用較少的電量，而且可使得醫療裝置使用的電池電量更長效。
ZigBee 醫療保健 (ZHC) 技術工作團隊最近推出 ZHC 應用配置，此規格能使個別廠商之間達到互通性。如此強大的功能有益於此規格與其他無線射頻通訊協定並存，並提供低封包錯誤率的安全資料傳輸。
TI 的 CC2530 或 CC2520/ MSP430™ 開發套件提供一應俱全的硬體參考設計及軟體，從 www.ti.com/lprf 即可取得。對於不需要設計和認證自身無線射頻平台的客戶，TI 為多個提供 FCC 認證 ZigBee 模組的合作夥伴提供天線及軟體的完整組合。
圖7：採用 ZigBee 的三個途徑
圖 8：CC2530 ZigBee 系統單晶片配置圖
USB
AM 媒體及低功耗處理器皆與 USB 相整合，最多可支援三個用戶端的 USB 主機。TI 將針對有興趣的客戶提供 PHDC 配置的程式碼。如圖 7 所示，PHDC 配置是 Continua 堆疊的重要元件。此外，與 S3 或 Lamprey Networks 等合作夥伴共同合作，即可執行必要的 IEEE-11073 層。
圖 9：醫療裝置配置
ANT
如同 Bluetooth Low Energy 技術，ANT 也是無連線型通訊協定，ANT 已推出一段時間，目前市場上有許多這類產品，尤其是運動健身方面。ANT 是由一個具有明確目標的小規模私人組織所開發，而非由多家共同參與的成員公司所開發。ANT 堆疊極為精簡、不僅可擴充，具高度彈性且集中，受到現今市場中數百萬裝置的肯定。
ANT+ 將 ANT 加以擴充，在經過相關參與者相互協調後的 6 個月內，即可透過成員定義的公用配置支援互通性。ANT 本身是著重於特定解決方案的專屬通訊協定，因此可降低功耗及複雜度。雖然 ANT 目前未通過 Continua 認證，不過 TI 提供的 ANT 解決方案能夠使市場上現有的保健裝置達到互通性，同時也讓未來接腳相容的 Bluetooth Low Energy 裝置得到支援。
ANT 目前支援以下配置：
• 心率監測器
• 速度及距離監測器
• 自行車速度
• 自行車靜止
• 自行車動力
• 體重計
• 健身器材
• 多項運動速度及距離監測器
• 血壓
• 血糖 (測試版本)
• 熱量計配置 (早期測試版本)
• 電動輔助自行車 (早期測試版本)
電源管理
TPS65950 類比輔助晶片可搭配 OMAP35x 裝置使用，其中包含降壓轉換器、低壓差穩壓器 (LDO)、充電器模組、含數位濾波器的完整音訊模組、輸入放大器及輸出 D 類放大器。TPS65950 IC 提供其他多項功能，例如高速 USB 實體層 (PHY) 收發器。其中的功能包括：
• 系統時脈管理器
- 從晶體或外部正弦波產生 32 kHz 時脈，並且將方形數位波形傳送至整個系統。
- 從系統收集所有高頻率時脈要求，並將這些要求轉送至系統時脈來源。
- 將來源的高頻率時脈緩衝，並將方形數位波形傳送至整個應用系統。
• 電源開啟及重設管理
- 防止回彈之按鈕可啟動狀態機器 (主配置)。
- 控制 OMAP3530 處理器的重設釋放。
- 控制 OMAP3530 處理器或使用者要求進行的熱重設步驟。
- 可控制輔助子系統的電源開啟順序。
• 電源管理
- 整合多種電源供應 (DC/DC、SMPS 或 LDO 類型)，以滿足電流及電壓方面的系統需求。
- 處理器電源輔助，可提供 OMAP3530 處理器所需的所有電源供應及電源管理功能 (動態電壓縮放、SmartReflex™ 技術)。透過專屬的高速內部積體電路 (I2C) 連結即可控制 SmartReflex 技術。
- 可控制其他電源 (外部 LDO) 的啟動。
• 系統管理
TPS65950 運作模式及狀態完全可使用高速 I2C 配置介面透過暫存器加以設定。此外，TPS65950 可執行：
- 可導向一個或兩個目標的數個阻斷功能設定。
- 內部及外部訊號監控，以及軟體或硬體所需的類比數位轉換。
- 數位全線管理的安全軟體存取通訊協定。
類比
TFP410 是 DVI 1.0 相容的數位收發器，可支援 24 位元全彩像素格式 VGA 至 UXGA 的顯示器解析度。此一通用介面的優點包括可選擇的匯流排寬度、可調整的訊號等級，以及差動與單端時脈。可調整的 1.1V 至 1.8V 數位介面可提供低 EMI 高速匯流排，而與 12 或 24 位元介面緊密結合。
在系統中使用 LCD 顯示器時，應該考量 LCD 電源、LED 背光及觸控螢幕控制器。TSC2046 是內建 2.5 V 的 4 線式觸控螢幕控制器，可用於輔助輸入、電池監測及溫度測量模式。TPS61042 是高頻率升壓轉換器，其中的穩定電流輸出可驅動 LCD 背光的白色 LED。
德州儀器作者群：
*TI HPA 醫療市場業務開發經理 Anne Huang
*TI ARM MPU 資深應用經理 Lawrence Ronk
*TI ARM MCU 行銷經理 Reed Hinkel
*TI低功耗 RF 產品行銷經理Mark Grazier
*TI低功耗 RF 產品行銷工程師 Brian Blum
*TI低功耗 RF 業務開發經理 Sid Shaw
*TI WBU 技術策劃師 Leo Estevez
隨著罹患慢性疾病的機率增加、健康照護成本的提高，以及社會高齡化的趨勢，連線保健技術顯得愈來愈重要。Continua 集合管理器 (AM, aggregation manager) 將成為連線保健系統中重要的裝置。它能將個人保健裝置的資料登錄至遠端電子健康記錄檔案 (EHR)，以供家人及醫療人員查看，此外，AM 還能夠以手機、個人電腦或專用裝置的形式呈現。
本文介紹 AM 的三種不同系統解決方案，分別是高效能數位視訊介面 (DVI) AM (包含硬體加速、高畫質 [HD] 音訊/視訊 [AV] 編解碼器與 3D 加速使用者介面 [UI])、低成本 DVI AM (包含以軟體為基礎的標準解析度 [SD] AV 編解碼器) 及低功耗 AM (支援以軟體為基礎的音訊編解碼器)。
Continua 互通性
Continua Health Alliance 是由一群保健裝置原始設備製造商 (OEM)、服務供應商及矽產品廠商所組成的醫療聯盟，旨在針對保健裝置及集合管理器 (AM) 提供互通性準則。雖然第 1.0 版準則將 Bluetooth® 及通用序列匯流排 (USB) 界定為標準介面，但準則的後續版本將分別納入 Bluetooth® Low Energy (BLE) 技術及 ZigBee 成為低功耗個人區域網路 (PAN) 介面及區域網路 (LAN) 介面。OEM 目前使用乙太網路、Wi-Fi 及手機介面的組合，例如 AM 廣域網路 (WAN) 介面的 GSM。若要成為 Continua 認證的 AM，裝置必須整合至少一個 PAN 或低功耗 LAN 介面以及 WAN 或網際網路通訊協定介面。由於許多廠商期望能夠盡可能與各種裝置達到互通性，因此通常會整合多個低功耗 LAN/PAN 及 WAN 介面。
Continua AM 有許多不同的尺寸外型，某些情況下，可以是 PC 或手機，也可以是連結現有顯示器或整合式顯示器的媒體裝置。若考量低功耗需求，AM 也可以是低功耗的可穿戴裝置。由於許多廠商選擇採用以媒體為主的裝置及低功耗可穿戴裝置，因此本文章將解說以媒體為主的 AM 及低功耗 AM 預先整合式裝置。
圖 1：醫療體系中的 AM (來源：Continua 概觀簡報)
DVI 集合管理媒體處理器
TI 推出的 DVI AM 媒體處理器採用 ARM® Cortex™-A8 架構，可提供音訊、攝影機及視訊媒體介面。期望使用 HD 視訊串流裝置的廠商也可運用 TI 整合 HD 視訊加速器的 OMAP3530 處理器。而無需 HD (720p) 視訊串流裝置的廠商則應使用低成本的 AM3517，其可支援優於 DVI 的 HD (720p/1080i) UI，但不整合 HD 視訊加速器。這兩款媒體處理器均提供最新版 Linux (可支援 Ubuntu/Android UI)，而且程式碼能夠相容。此外，尋求將視訊效能提升至 full HD 高畫質 1080p的廠商應該使用採用 ARM Cortex-A9 雙核心處理器的OMAP4430 處理器。
圖2：DVI AM 配置圖
HD 視訊串流
OMAP3530 高效能低功耗行動應用處理器整合 ARM Cortex-A8 處理器以及 TI C64x+™ DSP 硬體加速視訊處理器與相關週邊。OMAP35x 評估模組包含開放原始碼 Linux 與驅動程式，以及 Code Sourcery 工具與數位視訊軟體開發套件 (DVSDK)。DVSDK 內建可立即用於生產且使用簡便的音訊及視訊編解碼器，適用於採用 TI DaVinci™ 技術的硬體加速視訊處理器。這些編解碼器與 Linux 及網路週邊預先整合，可支援即時 720p 視訊串流。SD 編解碼器由 TI 免費提供，HD 編解碼器則透過 TI 的協力廠商提供。
OMAP4430 處理器整合 ARM Cortex-A9 雙核心與硬體加速視訊處理器，可支援超高畫質 1080p 視訊串流 (或 720p 雙向視訊電傳會議)，並提供其他多媒體功能。
低功耗集合管理器處理器
針對醫療照護裝置的低功耗/成本需求，可使用 TI 以 ARM Cortex-M3 為基礎的 Stellaris® 微控制器。除了乙太網路 MAC/PHY 及 USB On-The-Go 等同步介面之外，LM3S9B96 開發套件新增多項可提升整體使用者經驗的功能，例如配備電阻式觸控介面的整合式 3.5 吋彩色 QVGA LCD、用於功能表瀏覽的指輪電位器、使用者 LED 與按鈕、MicroSD 卡插槽，以及 1 MB 序列快閃記憶體。LM3S9B96 開發套件提供的擴充電路板適用於 TI 的 CC2530 ZigBee SoC、CC2540 Bluetooth Low Energy SoC 及 CC2570 ANT 網路處理器 (NWP)。該套件提供的軟體工具套組包括：
• ARM RealView 微控制器開發套件的評估版本
• IAR Embedded Workbench 自動化安裝版本
• Code Red Technologies 的 Red Suite
• CodeSourcery Sourcery G++ GNU 工具
圖 3：低功耗 AM 配置圖
集合管理器連線
TI 的 AM 參考設計內含兩個 Continua WAN 介面 (乙太網路及 Wi-Fi)、一個低功耗 LAN 介面 (ZigBee) 及四個 PAN 介面 (USB、Bluetooth、Bluetooth Low Energy 及 ANT)。
Wi-Fi
TI WiLink™ 6.0 (WL127x) 解決方案為高度整合式的 65 奈米產品，其中將 WLAN、Bluetooth 及 FM 核心整合於單晶片。WiLink 6.0 解決方案支援最新標準，包括 802.11 a/b/g/n 及各世代的 Bluetooth 技術，適用於行動裝置，例如智慧型手機及其他需要以低功耗達到絕佳連線功能的電池供電裝置。
WiLink 6.0 提供現有外部切換模式電源供應 (SMPS) 及前端模組。前端模組包含 PA、平衡轉換器及三向式無線射頻開關。
TI 的 WiLink 6.0 解決方案採用三重無線射頻設計，其中運用特殊技術解決無線射頻並存的難題。WLAN 及 Bluetooth 經過特別整合，因為這兩者以相同頻帶進行運作。專屬的演算法可允許 WLAN 及 Bluetooth 針對 2.4 GHz 頻帶共用同一天線，以解決此一問題。
整體解決方案的尺寸大小有時候是行動裝置的關鍵，由於 WiLink 6.0 解決方案核心裝置的體積尺寸相當小，因此最終的整體尺寸將不會超過 80 毫米。
圖4：WiLink™ 6.0 解決方案配置圖
WiLink 6.0 解決方案具備全面性的軟體套件，提供裝置核心功能的開發與整合。此一套件稱為 MCP (行動連線套件)，內含執行產品所需的全部相關軟體內容。
該套件提供的 WLAN 驅動程式搭配外部的一般使用者應用程式可達成眾多功能，包括多重角色支援 (STA、AP、P2P) 與相關連線管理活動、安全性 (請求者介面)、服務品質，以及掃描與漫遊支援。此外， TI 網站 www.ti.com/connectivitywiki 並提供相關支援文件。
TI 並透過 LS Research 提供經完整認證的 WL127x 模組。TiWi 模組為高效能 2.4 GHz IEEE 802.11 a/b/g/n 及 Bluetooth 2.1+EDR 無線射頻，採用符合成本效益且經過預先認證的體積尺寸。
圖 5：WL1271 模組
該模組可實現必要的 PHY/MAC 層，以透過 SDIO/WSPI 介面運用主機處理器支援 WLAN 應用，此外，該模組也透過 HCI 傳輸層提供 Bluetooth 平台。而 WLAN 及 Bluetooth 兩者均共用同一個天線連接埠。
Bluetooth 技術
WL1271 中的 Bluetooth 介面支援 Bluetooth 1.2 (1 Mbps) 及 Bluetooth 2.0 + EDR (2 至 3 Mbps)。此款裝置採用開放原始碼 Blue-Z 堆疊，此一堆疊屬於 OMAP3530 處理器及 AM3517 Linux 基本埠的一部份。圖 4 顯示標準 Bluetooth 堆疊。Continua PAN 介面需要稱為 HDP (保健裝置配置) 的全新配置，目前已可透過開放原始碼予以整合。此一配置內建於 MCAP 抽象層中。由於 Bluetooth 的原始設定並非以低成本的鈕扣型電池做為電力來源，因此 Bluetooth SIG 推出 Bluetooth Low Energy 技術 (BLE) 的新規格。
圖 6：標準 Bluetooth® 堆疊
Bluetooth Low Energy 技術
不同於 Bluetooth，Bluetooth Low Energy 技術是無連線型通訊協定，對於需要極低成本的低功耗無線連線而言，可大幅縮短無線射頻必須持續啟動的時間長度。Bluetooth Low Energy 技術將 Bluetooth 導向更廣大的新興市場，包括醫療保健、運動健身、保全、行動裝置與 PC 配件，以及家庭娛樂。
Bluetooth Low Energy 技術透過雙模支援整合於現有 Bluetooth 晶片組，並且可用於單模的低功耗解決方案。在許多但並非全部的使用情況中，雙模裝置將整合於手機、PC 及汽車，或整合於已使用 Bluetooth 技術或需要加入 Bluetooth 支援的其他較不受電源限制的裝置。
這些裝置將支援現有 Bluetooth 體系，例如，免持聽筒功能的手機，並且透過雙模支援使得單模低功耗感應器及裝置能夠成為附加配備。
單模晶片將加入受電源限制的裝置 ，例如，持續運作一年以上的鈕扣型電池供電裝置，以支援低功耗 RF 的各種裝置及應用。
身為 Bluetooth Low Energy 技術領域的主要成員及領導廠商，TI 在該規格正式生效後，立即於 2010 年率先推出單模及雙模晶片。
TI 的 BLE 單模解決方案 CC2540 相當適合支援 Bluetooth Low Energy 技術。CC2540 提供接收靈敏度達到 -93-dBm 的 +5-dBm 輸出電源、具有彈性的記憶體選項，並搭配眾多支援週邊，包括5 通道 DMA、21 組 GPIO、2 組 USART、全速 USB 2.0、內建 AES 加密/解密引擎及計時器。CC2540 採用 40 接腳 6 x 6 QFN 封裝，並且可進行快閃記憶體程式設定。
TI 不僅提供硬體，也提供單模 Bluetooth Low Energy 技術的完全相容軟體通訊協定堆疊，包括主從 (master and slave) 及所有必要的配置角色。此一堆疊能夠使所有應用達到最佳的電源效能，而且內含開發單模 Bluetooth Low Energy 解決方案所需的工具、應用程式碼範例、配置支援、驅動器、開發電路板、文件及其他一切相關功能。
ZigBee 介面
ZigBee 醫療保健產品可運用於各種設定條件，包括家居或門診病患個人住所、康樂中心、老年退休社區及療養院。ZigBee 已獲得 Continua Alliance 選用，因為 ZigBee 技術適用於低功耗的電池供電裝置。低功耗偵測及監控適用 802.15.4 無線射頻，不僅耗用較少的電量，而且可使得醫療裝置使用的電池電量更長效。
ZigBee 醫療保健 (ZHC) 技術工作團隊最近推出 ZHC 應用配置，此規格能使個別廠商之間達到互通性。如此強大的功能有益於此規格與其他無線射頻通訊協定並存，並提供低封包錯誤率的安全資料傳輸。
TI 的 CC2530 或 CC2520/ MSP430™ 開發套件提供一應俱全的硬體參考設計及軟體，從 www.ti.com/lprf 即可取得。對於不需要設計和認證自身無線射頻平台的客戶，TI 為多個提供 FCC 認證 ZigBee 模組的合作夥伴提供天線及軟體的完整組合。
圖7：採用 ZigBee 的三個途徑
圖 8：CC2530 ZigBee 系統單晶片配置圖
USB
AM 媒體及低功耗處理器皆與 USB 相整合，最多可支援三個用戶端的 USB 主機。TI 將針對有興趣的客戶提供 PHDC 配置的程式碼。如圖 7 所示，PHDC 配置是 Continua 堆疊的重要元件。此外，與 S3 或 Lamprey Networks 等合作夥伴共同合作，即可執行必要的 IEEE-11073 層。
圖 9：醫療裝置配置
ANT
如同 Bluetooth Low Energy 技術，ANT 也是無連線型通訊協定，ANT 已推出一段時間，目前市場上有許多這類產品，尤其是運動健身方面。ANT 是由一個具有明確目標的小規模私人組織所開發，而非由多家共同參與的成員公司所開發。ANT 堆疊極為精簡、不僅可擴充，具高度彈性且集中，受到現今市場中數百萬裝置的肯定。
ANT+ 將 ANT 加以擴充，在經過相關參與者相互協調後的 6 個月內，即可透過成員定義的公用配置支援互通性。ANT 本身是著重於特定解決方案的專屬通訊協定，因此可降低功耗及複雜度。雖然 ANT 目前未通過 Continua 認證，不過 TI 提供的 ANT 解決方案能夠使市場上現有的保健裝置達到互通性，同時也讓未來接腳相容的 Bluetooth Low Energy 裝置得到支援。
ANT 目前支援以下配置：
• 心率監測器
• 速度及距離監測器
• 自行車速度
• 自行車靜止
• 自行車動力
• 體重計
• 健身器材
• 多項運動速度及距離監測器
• 血壓
• 血糖 (測試版本)
• 熱量計配置 (早期測試版本)
• 電動輔助自行車 (早期測試版本)
電源管理
TPS65950 類比輔助晶片可搭配 OMAP35x 裝置使用，其中包含降壓轉換器、低壓差穩壓器 (LDO)、充電器模組、含數位濾波器的完整音訊模組、輸入放大器及輸出 D 類放大器。TPS65950 IC 提供其他多項功能，例如高速 USB 實體層 (PHY) 收發器。其中的功能包括：
• 系統時脈管理器
- 從晶體或外部正弦波產生 32 kHz 時脈，並且將方形數位波形傳送至整個系統。
- 從系統收集所有高頻率時脈要求，並將這些要求轉送至系統時脈來源。
- 將來源的高頻率時脈緩衝，並將方形數位波形傳送至整個應用系統。
• 電源開啟及重設管理
- 防止回彈之按鈕可啟動狀態機器 (主配置)。
- 控制 OMAP3530 處理器的重設釋放。
- 控制 OMAP3530 處理器或使用者要求進行的熱重設步驟。
- 可控制輔助子系統的電源開啟順序。
• 電源管理
- 整合多種電源供應 (DC/DC、SMPS 或 LDO 類型)，以滿足電流及電壓方面的系統需求。
- 處理器電源輔助，可提供 OMAP3530 處理器所需的所有電源供應及電源管理功能 (動態電壓縮放、SmartReflex™ 技術)。透過專屬的高速內部積體電路 (I2C) 連結即可控制 SmartReflex 技術。
- 可控制其他電源 (外部 LDO) 的啟動。
• 系統管理
TPS65950 運作模式及狀態完全可使用高速 I2C 配置介面透過暫存器加以設定。此外，TPS65950 可執行：
- 可導向一個或兩個目標的數個阻斷功能設定。
- 內部及外部訊號監控，以及軟體或硬體所需的類比數位轉換。
- 數位全線管理的安全軟體存取通訊協定。
類比
TFP410 是 DVI 1.0 相容的數位收發器，可支援 24 位元全彩像素格式 VGA 至 UXGA 的顯示器解析度。此一通用介面的優點包括可選擇的匯流排寬度、可調整的訊號等級，以及差動與單端時脈。可調整的 1.1V 至 1.8V 數位介面可提供低 EMI 高速匯流排，而與 12 或 24 位元介面緊密結合。
在系統中使用 LCD 顯示器時，應該考量 LCD 電源、LED 背光及觸控螢幕控制器。TSC2046 是內建 2.5 V 的 4 線式觸控螢幕控制器，可用於輔助輸入、電池監測及溫度測量模式。TPS61042 是高頻率升壓轉換器，其中的穩定電流輸出可驅動 LCD 背光的白色 LED。
德州儀器作者群：
*TI HPA 醫療市場業務開發經理 Anne Huang
*TI ARM MPU 資深應用經理 Lawrence Ronk
*TI ARM MCU 行銷經理 Reed Hinkel
*TI低功耗 RF 產品行銷經理Mark Grazier
*TI低功耗 RF 產品行銷工程師 Brian Blum
*TI低功耗 RF 業務開發經理 Sid Shaw
*TI WBU 技術策劃師 Leo Estevez
