11月17日,由工業和信息化部、安徽省人民政府共同舉辦器喝的“2022世界集成(chéng車短)電路大會(huì)”在安徽省合肥市隆重開(kāi區又)幕,吸引全球業界矚目。安徽省委書記鄭栅藍到潔、省長(cháng)王清憲、省政協主席唐良智、老請工業和信息化部副部長(cháng)王江平、常務副省長(cháng)劉惠、合朋視肥市委書記虞愛華等國(guó)家部報物省領導出席活動,衆多國(guó)内外著名專家學(xué)者知白、跨國(guó)企業及知名高校彙聚一堂。
2022世界集成(chéng)電路大會(huì)現場
大會(huì)以“合作才能(néng)共赢”爲主男會題,主要内容包括開(kāi)幕式暨開(kāi房行)幕論壇、4場高峰論壇、10場主題論壇有湖等豐富活動。
安徽省委副書記、省長(cháng)王清憲緻辭
國(guó)家工業和信息化部黨是議組成(chéng)員、副部長(cháng)王江平緻辭
安徽省人民政府副省長(cháng)何樹山介紹通自出席嘉賓
其中,第十七屆“中國(guó)芯”集成(chéng)電路著遠産業促進(jìn)大會(huì)作爲本屆大會(huì)的重磅細分活動之一,于當讀黑日下午揭曉本屆“中國(guó)芯”兵去優秀産品獲獎榜單。芯海科技(股但上票代碼:688595)基于人體成(chéng)分測量的高精度生物傳感購相AFE芯片 CS1253,在全國(guó)227家優錯紅秀企業的334款參賽産品中脫穎而出,榮登“中國(guó)芯”優秀技術少請創新産品榜單。
CS1253榮獲第十七屆“中國(guó)芯”低話優秀技術創新産品
“中國(guó)芯”評選是由國(guó)家工信部指坐草導、中國(guó)電子信息産業發(fā)展研究院錯算舉辦的行業權威活動,自2006很喝年成(chéng)立以來,指引及見證了中國(guó)集成(ché土們ng)電路産業的快速發(fā)展。此次芯海科技CS1253榮獲“中國(g冷紅uó)芯”,是公司自2007年以來累計第關章七次、從2019年連續三屆榮膺“中國(guó)芯”。
2022(第十七屆)中國(guó)芯集成(ch鄉為éng)電路産業促進(jìn)大會(街話huì)現場
在本屆大會(huì)上,芯海科技除了蟬聯“中國(guó就房)芯”之外,還(hái)將(jiāng)會(huì)參加11月18日“2關線022中國(guó)半導體市場年會(huì吃睡)”,并作相關專題報告,屆時(sh坐這í)將(jiāng)另文詳叙。
後(hòu)文將(jiāng)爲您詳細介紹CS1253的技事中術特征和産品亮點,字數約計20們校00字,閱讀約需4分鍾。
01人體成(chéng)分構成(chéng)街下測量方法
爲什麼(me)需要關注人體成(chéng這師)分呢? 我們知道(dào),通常減肥的人會(huì)認爲減體重要店就(jiù)是減肥。其實這(zhè)是個誤區街水,因爲一樣(yàng)的體重,卻有不一樣(yàng)的脂肪含量,其體型森但區别很大。同時(shí),人體成(chéng)分還(hái)與身體健康息息錯照相關(例如一些慢性病),因此越來越多人會(錯為huì)通過(guò)持續監測人體成(chéng)分的變化來小畫指導飲食、運動管理,保持身體的健康狀态。
人體由水分、蛋白質、脂肪和無機鹽組成(c白行héng),其中約70%是水分,阻抗較小看年,主要存在于血液、肌肉等。脂肪導電性差,呈現花體爲高阻抗,單位體積中脂肪含量越高阻抗越大。因此,人體成(chéng)分分析可根快答據人體阻抗的大小,測量和推斷人體脂肪和水分的含量。
人體成(chéng)分的主要構成(c但務héng)圖
人體成(chéng)分分析有MRI (核畫如磁共振成(chéng)像)測量、DEXA (雙能(néng)X線吸收公廠測量)、水中密度測量、BIA (生物業快電阻抗測量)等多種(zhǒng)方法也草。綜合比較起(qǐ)來,生物電阻抗法是在成(chéng)本,易用性以及準确度子子方面(miàn)綜合表現比較均衡的方法。玩對
人體成(chéng)分測量方法對(duì)比表
02生物電阻抗法(BIA)測量原理
生物電阻抗法(Bioelectric I短是mpedance Analysis)是一種(zhǒng)通過門區(guò)電學(xué)方法測量人體成(ch報師éng)分的技術。將(jiāng)微弱的交流電流信号輸入人體時(shí),是技電流會(huì)随著(zhe)電阻日那小、傳導性能(néng)較好(hǎo)的體液煙朋流轉。水分的多少決定著(zhe志遠)電流通過(guò)的通路的寬水雪窄,這(zhè)個可用阻抗值表示。通過(guò)檢測電壓可以獲得生事場物阻抗值:
生物阻抗可以使用複阻抗Z=R+jXc表示,其中電阻R爲實部,電抗聽說Xc爲虛部。複阻抗取模可得:
BIA設備借助置于體表的電極系統向(xiàng)檢測對(duì)問爸象輸入微小的交流測量電流,準确測量生物電阻抗Z後(hòu),代入到獲得科著謝學(xué)驗證的算法中,計算出主要人體成美多(chéng)分結果。
BIA測量示意圖
03穿戴設備應用BIA的技術難點
随著(zhe)物質生活的改善,人們愈發(f動科ā)重視通過(guò)持續的體征監測來進(jìn)行健康從友管理。但是,市場上用于人體成(chéng)分檢測事腦的高性能(néng)設備(例如智能(néng)體脂秤、人體成(chén下民g)分分析儀)通常體積、重量較大,不便動雪于随身攜帶。
因此,在可穿戴領域推動生命體征監測的醫療變革成(chéng)爲趨討月勢。目前,在智能(néng)手表、手環等智能(néng)穿多筆戴産品中,BIA、PPG、ECG等健康測量技術不斷叠代創新,可獲得更加去開精準的人體健康數據。
可穿戴設備的人體阻抗測量可簡化成(chéng)節段模型。IFINGER、IWRIST爲激勵電流端,VFINGER、VWRIST爲電壓測量端(等效電路見 下文圖片)。穿戴設明樹備産品(例如智能(néng)手表還行)形态一般是測量上肢阻抗。
穿戴設備BIA示意圖
穿戴設備BIA電極示意圖
人體皮膚主要有表皮、真皮和皮下組織組成(chéng關市)。表皮的角質層相當于一層很薄的絕緣層,類似電容的中間介質,真皮和電極片樹遠類似電容器的兩(liǎng)極闆銀東。
由于汗腺裡(lǐ)有少量離子通過(guò),所以可以把表皮模不算拟爲漏電的電容器,類似電容Cs小但和電阻Rs’的并聯。真皮和皮下組織可以近似爲電阻Rs,因此實際一笑的人體等效模型會(huì)更加複雜化。
接觸阻抗等效電路
相較人體成(chéng)分檢測的其他設備,穿戴設備的特性給應用BIA技術帶頻日來更多挑戰。
➢電極采用幹電極,存在極化電壓的問題。
➢電極接觸面(miàn)積小,存在接觸阻抗大的問題,尤其是在低一街溫、幹燥環境下。
➢穿戴設備體積緊湊,因此要求BIA電路簡單,且抗幹擾能(néng)力強。
➢穿戴設備一般爲消費電子産品,因此要求電路功耗低、成(chén見和g)本可控。
04CS1253的産品性能(néng)指标
芯海科技CS1253是一款支持可穿戴設備的生物阻靜有抗測量的模拟前端(AFE)芯片,結合人體成(chén遠章g)分算法,可以實現高精度的人體成(chéng)分分析。産品年日内部集成(chéng)了生物阻抗測量電那醫路(BIM)和高精度Sigma-de月中lta ADC信号鏈。生物阻抗測量電路采用正弦激勵源,將(jiān她廠g)生物阻抗轉化爲電壓信号送到ADC信号鏈進(jìn)行水場測量,可以支持多頻率生物阻抗測量兵錢。
CS1253電路框圖
CS1253的精準度、集成(chéng)度、舞吧低功耗、易用性等各方面(miàn)指标均達到理老國(guó)際先進(jìn)、國(guó)内領先水平,非舊體常适合于智能(néng)穿戴應用場景。
準确度
➢支持接觸阻抗測量;
➢支持5種(zhǒng)激勵源幅度設置兒費;
➢内置24bit分辨率ADC,輸出速率10Hz~1小雪280Hz 8檔可調;
➢支持OTP加載或軟件加載芯片校準值;
➢輸入阻抗>1MΩ@50kHz。
集成(chéng)度
➢支持SPI和IIC數據通訊;
➢支持IO寬幅電壓1.8V~3.3V;
➢支持ECG共用電極,節省單闆模拟開(kāi)關;
➢外圍電阻内置,減少單闆器件數量,節約系統成(chéng)本。
低功耗
➢支持自動狀态機,減少主控幹預;
➢FIFO深度達256Samples,最長(間間cháng)支持25.6s喚醒一次@10Hz;
➢支持ADC數據通訊中斷方式代替輪詢,降低功耗。
易用性
➢支持自動狀态機,無需頻繁切換配置;
➢支持中斷ADC采集數據阈值配置,無需頻繁讀取數據;用來
➢支持關鍵寄存器動态配置,無需全部刷新;
➢靈活的時(shí)序配置,滿足實際應用場景。
CS1253參考電路
在開(kāi)發(fā)生态上,CS1253擁有完整的評估套件,硬件嗎姐工具、軟件工具、測量算法、開(kāi)發(fā)文檔及技術支持等均已準備就購火(jiù)緒,方便客戶評估和開(kāi)發(fā)産品坐見,簡化開(kāi)發(fā)周期,加快量産進(jìn)程。
EVK上位機軟件
EVK評估闆
長(cháng)期以來,芯海科技長(cháng)期深耕健康測量領域,随著(zh店市e)BIA、PPG、ECG産品序船個列的逐步豐富,正在形成(chéng)系列化産品組合。
未來,公司仍將(jiāng)憑藉自身的“說吧模拟信号鏈+MCU”雙平台驅動的技術優勢,持續構建從芯片到結構到算法的熱到系統工程,賦能(néng)更多智慧健康領域的終端品牌客戶在區打造更強産品力。