日本黄色一级经典视频|伊人久久精品视频|亚洲黄色色周成人视频九九九|av免费网址黄色小短片|黄色Av无码亚洲成年人|亚洲1区2区3区无码|真人黄片免费观看|无码一级小说欧美日免费三级|日韩中文字幕91在线看|精品久久久无码中文字幕边打电话

當前位置:首頁 > 嵌入式 > 嵌入式軟件
[導讀]開發(fā)滿足醫(yī)療設備需求的嵌入式軟件技術及案例

一直以來,醫(yī)療設備都是依賴先進的硬件技術來實現(xiàn)某個特定設備功能的絕大部分特性。如今,醫(yī)療設備之間的關聯(lián)越來越密切,醫(yī)療設備上所運行的多功能軟件變得更加復雜,并且常常是醫(yī)療產(chǎn)品取得成功的關鍵所在。此外,醫(yī)療設備制造商必須設計友好的用戶界面(供家用),并提供可現(xiàn)場升級的單元?,F(xiàn)貨供應軟件組件更多地被用于家中的消費設備和電腦,但考慮到上述設計因素,醫(yī)療設備也開始使用現(xiàn)貨供應軟件組件。
 
本文介紹了當前開發(fā)滿足市場新需求的醫(yī)療設備可用的嵌入式軟件技術,包括一個公司的真實例子,該公司使用關鍵的軟件技術開發(fā)尖端的醫(yī)療產(chǎn)品。本文還探討了醫(yī)療行業(yè)該如何利用新出現(xiàn)的硬件和軟件技術,將嵌入式計算機系統(tǒng)和傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)結(jié)合在一起。
 

復雜的需求
 
隨著醫(yī)療設備功能的增加,需要有更強大和復雜的嵌入式軟件組件。用于將設備與外界相連的技術,如網(wǎng)絡互連或USB,通常需要用軟件棧來實現(xiàn)。這些軟件棧通常要依靠操作系統(tǒng)(OS)來確保在醫(yī)療設備忙于其它任務的時候,發(fā)送到醫(yī)療設備的數(shù)據(jù)不會丟失信息。軟件棧越復雜,那么操作系統(tǒng)就更多地從簡單的實時操作系統(tǒng)(RTOS)向功能全面的操作系統(tǒng)靠攏。然而,許多醫(yī)療設備仍然需要RTOS的實時可靠性,用以確保醫(yī)療設備與病人的通訊質(zhì)量沒有因為其與外界的通信而打折扣。大多數(shù)商業(yè)的RTOS不僅僅只提供操作系統(tǒng),還提供有許多與外部設備通信所需的軟件棧。因此,嵌入式開發(fā)人員可以開發(fā)出用于強大和差異化醫(yī)療設備所需要的軟件。
 
但是,使用商業(yè)操作系統(tǒng)感覺上易被某個商業(yè)操作系統(tǒng)供應商鎖定。因此,很多醫(yī)療設備制造商選擇使用開源操作系統(tǒng),因為開源操作系統(tǒng)對功能、成本以及供應商的中立性三者做了很好的平衡。例如,Linux操作系統(tǒng)在醫(yī)療設備中有著良好的使用記錄。但是,Linux操作系統(tǒng)不能滿足所有醫(yī)療設備軟件的需求,因為Linux操作系統(tǒng)占用空間大,往往需要為嵌入式設備增加額外的內(nèi)存和成本,并且有時候不能滿足那些用于采樣或處理實時大量數(shù)據(jù)的醫(yī)療設備的實時處理要求。相比其它桌面操作系統(tǒng),Linux操作系統(tǒng)是非??煽康?。但是Linux操作系統(tǒng)的安全性不夠,而RTOS有很好的安全性(已經(jīng)被應用在航空電子、汽車、工業(yè)控制等行業(yè)中)。若是開發(fā)人員著重空間、性能和安全性,并且不愿意犧牲Linux操作系統(tǒng)所提供的供應商中立性以及復用選項,那么也可以使用基于開放標準的商業(yè)化RTOS產(chǎn)品。
 
基于開放標準的RTOS,如POSIX(可移植操作系統(tǒng)界面),是開源操作系統(tǒng)的又一個選擇。POSIX是一個開放式操作界面標準,它對操作系統(tǒng)各個方面,如信號、調(diào)用、進程和線程管理有若干要求。這類操作系統(tǒng)的功能與Linux操作系統(tǒng)非常相似,因為它提供有供醫(yī)療設備與外界相連所需要的軟件棧,并且可以兼容針對Linux操作系統(tǒng)編寫的應用程序,只需要將應用程序經(jīng)過簡單的重新編譯即可輕松移植進來。開放式標準接口也使得代碼今后的移植被簡化,并且消除了使用帶有專利接口的實時操作系統(tǒng)時所存在的供應商鎖定威脅?;跇藴实拈_放式RTOS的最大優(yōu)勢是,它有實時系統(tǒng)的血統(tǒng),具有確定性和可靠性以及安全性背景,而這是開源操作系統(tǒng)所不具備的。
 
使用基于開放標準的實時操作系統(tǒng)
 
Elekta是一家國際醫(yī)學技術公司,該公司當前以及未來的醫(yī)療設備使用了一款基于開放標準的RTOS。該公司新一代醫(yī)療設備以來自LynuxWorks公司的基于POSIX的LynxOS – SE為核心。
 
Elekta公司專業(yè)生產(chǎn)用于治療癌癥和腦疾病的放射治療及放射治療系統(tǒng)。Elekta Synergy圖像引導放射治療系統(tǒng)在治療時采用3 – D高清晰度成像。該技術將患者評估和開始治療的過程加以簡化。它還給醫(yī)生提供最新的圖像數(shù)據(jù),這樣他們就可以瞄準更大比例的病變區(qū),同時盡量減少對周圍健康組織的損傷。
 
該公司目前的產(chǎn)品開發(fā)工作包括一個數(shù)字治療控制系統(tǒng),該系統(tǒng)用于驅(qū)動數(shù)字直線加速器類產(chǎn)品。對這項技術而言,公司能夠迅速地將軟件應用程序移植到多個產(chǎn)品,以便提高其可靠性和縮短產(chǎn)品的上市時間,這一點很重要。至于其新款治療系統(tǒng)和下一代產(chǎn)品,Elekta公司希望找到一款高性能的對硬盤分區(qū)有額外要求的操作系統(tǒng)—這要就可以同時運行其它應用程序,而彼此互不干擾。為了滿足這些標準,Elekta公司選擇了一款基于開放式標準的系統(tǒng),該系統(tǒng)使用了POSIX技術。由于LynxOS – SE系統(tǒng)符合POSIX標準,并且完全支持POSIX.1標準,所以Elekta公司可以讓RTOS在未來項目的平臺之間移植軟件。
 
Elekta公司英國設計中心的工程師小團隊設計了一款采用LynxOS – SE操作系統(tǒng)的新產(chǎn)品(見圖1)。該工程團隊擁有豐富的實時系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗,并且在其項目時間進度內(nèi)完成了設計任務,包括軟件移植和編寫驅(qū)動程序。LynxOS – SE所具有的可移植性和開放標準要素是能夠短時間設計出首個原型產(chǎn)品的基礎。團隊的另一個關鍵目標是創(chuàng)建一個通用的平臺,在此基礎上建立未來的產(chǎn)品。該平臺將包括放射治療系統(tǒng),以及其它一系列產(chǎn)品,這將使復雜的程序變得更快和更有效。
 
因為Elekta公司未來的產(chǎn)品戰(zhàn)略還將考慮某些基于64位多核技術(LynxOS - SE操作系統(tǒng)已經(jīng)支持該技術)的新硬件架構(gòu),所以代碼不僅限于在幾個系統(tǒng)之間移植,它也可以跟上以后出現(xiàn)的新技術。LynxOS - SE操作系統(tǒng)也可以被用于下一代虛擬化硬件平臺。

設備虛擬化
 
將醫(yī)療設備虛擬化的想法似乎有些奇怪,但是將醫(yī)療設備上運行的軟件虛擬化可以使未來的設備平臺從中受益。虛擬化操作系統(tǒng)已被廣泛應用于服務器和數(shù)據(jù)中心,并正推動軟件應用在云計算中的使用。虛擬化技術還具有能夠提高嵌入式系統(tǒng)尤其是醫(yī)療系統(tǒng)的功能、可用性和安全性的潛力。有一個安全軟件虛擬化的例子,請參閱側(cè)欄“虛擬化安全”。
 
若只是要求同時連接設備和運行多個應用程序,傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)和RTOS就足以勝任。然而,若是單一設備需要有一個復雜且熟悉的GUI,要求與臺式機類似并且還要兼具RTOS的實時性,那么沒有那款桌面操作系統(tǒng)或?qū)崟r操作系統(tǒng)能夠兩者兼顧。虛擬化技術可以---通過在單一系統(tǒng)中運行多個虛擬操作系統(tǒng),可以使用傳統(tǒng)的桌面操作系統(tǒng)(如,微軟Windows)來開發(fā)用戶界面;而實時患者信息部件則采用傳統(tǒng)的實時操作系統(tǒng)(RTOS),如LynxOS - SE。在本案例依賴一款具有實時屬性的虛擬化系統(tǒng)來實現(xiàn),并且還用到了一個分離內(nèi)核和管理程序(hypervisor)組合產(chǎn)品。
 
分離內(nèi)核是一個小型、輕量級操作系統(tǒng),它與處理器的連接是最低級別的。它提供有運行應用程序的安全分區(qū),而且每個分區(qū)都給定有其它分區(qū)無法訪問的物理和虛擬資源。分離內(nèi)核不提供諸如磁盤或網(wǎng)絡訪問等傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)功能,但它管理程序調(diào)度和存儲功能,以及每個分區(qū)有哪些物理設備(磁盤,圖形,網(wǎng)絡等)可用。若將分離內(nèi)核與嵌入式系統(tǒng)管理程序相結(jié)合,那么就能夠在相同的硬件平臺上同時運行多個操作系統(tǒng)(同時保持它們之間的分離)。
 
嵌入式管理程序技術能夠為虛擬化客戶機操作系統(tǒng)提供不同的方案。對準虛擬化的客戶操作系統(tǒng)加以修改,以便與底層管理程序更加密切地工作。有虛擬化支持的處理器可以提供更好的性能,因為它對操作系統(tǒng)和管理程序以及與底層處理器之間的協(xié)同工作進行了優(yōu)化。這種半虛擬化方案通常被RTOS的虛擬化,其中性能和實時性是關鍵。對于不能修改或不要求具備實時性能的操作系統(tǒng),管理程序可以提供一個完整的虛擬化方案。該方案顯示底層硬件的虛擬視圖,看上去和真實的硬件平臺完全相同;因此客戶機操作系統(tǒng)會以為它是運行在真正的硬件平臺上。
 
軟件分區(qū)和管理程序虛擬化還有助于硬件整合,很多醫(yī)療應用對此尤其感興趣。通過讓分立的系統(tǒng)運行在自己的分區(qū)和允許不同的操作系統(tǒng)和應用程序在這些分區(qū)上運行,能夠?qū)⑽锢砩溪毩⒌亩鄠€系統(tǒng)整合成單個的物理硬件。
 
因為分離內(nèi)核和嵌入式管理程序(hypervisor)設計用于嵌入式實時系統(tǒng),所以RTOS可以運行在與傳統(tǒng)桌面操作系統(tǒng)相同的物理系統(tǒng)中,并且不用犧牲RTOS的實時性或桌面操作系統(tǒng)的功能。這種嵌入式虛擬化的關鍵特性是分離內(nèi)核所提供的內(nèi)置安全性。它讓不同的操作系統(tǒng)和其上的應用程序訪問同一系統(tǒng)上不同的設備。例如,在Windows操作系統(tǒng)上運行的所有應用程序,包括潛在的惡意攻擊,除非明確地被允許(如控制應用),否則都不能干預實時系統(tǒng)。因此,病人敏感的信息和設備不會曝光給外界。
 
結(jié)論
 
高級嵌入式軟件技術可以提高醫(yī)療設備的連接性和安全性。這些專用操作系統(tǒng)和運行在該操作系統(tǒng)上的任何應用程序仍可保持獨立版本和虛擬化版本,并且可以無縫地移植到虛擬醫(yī)療平臺。這種接口使醫(yī)療設備公司能夠?qū)⑵洮F(xiàn)有應用程序移植到具有桌面功能和與某個端口相連的系統(tǒng),并且不會影響醫(yī)療設備的安全性。
 
本站聲明: 本文章由作者或相關機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

武漢2025年9月9日 /美通社/ -- 7月24日,2025慧聰跨業(yè)品牌巡展——湖北?武漢站在武漢中南花園酒店隆重舉辦!本次巡展由慧聰安防網(wǎng)、慧聰物聯(lián)網(wǎng)、慧聰音響燈光網(wǎng)、慧聰LED屏網(wǎng)、慧聰教育網(wǎng)聯(lián)合主辦,吸引了安防、...

關鍵字: AI 希捷 BSP 平板

上海2025年9月9日 /美通社/ -- 9月8日,移遠通信宣布,其自研藍牙協(xié)議棧DynaBlue率先通過藍牙技術聯(lián)盟(SIG)BQB 6.1標準認證。作為移遠深耕短距離通信...

關鍵字: 藍牙協(xié)議棧 移遠通信 COM BSP

上海2025年9月9日 /美通社/ -- 為全面落實黨中央、國務院和上海市委、市政府關于加快發(fā)展人力資源服務業(yè)的決策部署,更好發(fā)揮人力資源服務業(yè)賦能百業(yè)作用,8月29日,以"AI智領 HR智鏈 靜候你來&quo...

關鍵字: 智能體 AI BSP 人工智能

北京2025年9月8日 /美通社/ -- 近日,易生支付與一汽出行達成合作,為其自主研發(fā)的"旗馭車管"車輛運營管理平臺提供全流程支付通道及技術支持。此次合作不僅提升了平臺對百余家企業(yè)客戶的運營管理效率...

關鍵字: 一汽 智能化 BSP SAAS

深圳2025年9月8日 /美通社/ -- 晶泰科技(2228.HK)今日宣布,由其助力智擎生技制藥(PharmaEngine, Inc.)發(fā)現(xiàn)的新一代PRMT5抑制劑PEP0...

關鍵字: 泰科 AI MT BSP

上海2025年9月5日 /美通社/ -- 由上海市經(jīng)濟和信息化委員會、上海市發(fā)展和改革委員會、上海市商務委員會、上海市教育委員會、上海市科學技術委員會指導,東浩蘭生(集團)有限公司主辦,東浩蘭生會展集團上海工業(yè)商務展覽有...

關鍵字: 電子 BSP 芯片 自動駕駛

推進卓越制造,擴大產(chǎn)能并優(yōu)化布局 蘇州2025年9月5日 /美通社/ --?耐世特汽車系統(tǒng)與蘇州工業(yè)園區(qū)管委會正式簽署備忘錄,以設立耐世特亞太總部蘇州智能制造項目。...

關鍵字: 智能制造 BSP 汽車系統(tǒng) 線控

慕尼黑和北京2025年9月4日 /美通社/ -- 寶馬集團宣布,新世代首款量產(chǎn)車型BMW iX3將于9月5日全球首發(fā),9月8日震撼亮相慕尼黑車展。中國專屬版車型也將在年內(nèi)與大家見面,2026年在國內(nèi)投產(chǎn)。 寶馬集團董事...

關鍵字: 寶馬 慕尼黑 BSP 數(shù)字化

北京2025年9月4日 /美通社/ --?在全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的澎湃浪潮中,人工智能作為引領創(chuàng)新的核心驅(qū)動力,正以前所未有的深度與廣度重塑各行業(yè)發(fā)展格局。體育領域深度融入科技變革浪潮,駛?cè)霐?shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型快車...

關鍵字: 人工智能 智能體 AI BSP

上海2025年9月2日 /美通社/ -- 近日,由 ABB、Moxa(摩莎科技)等八家企業(yè)在上海聯(lián)合發(fā)起并成功舉辦"2025 Ethernet-APL 技術應用發(fā)展大會"。會議以"破界?融合...

關鍵字: ETHERNET 智能未來 BSP 工業(yè)通信
關閉