Построение цифровых диагностических систем

Вопросы диагностирования цифровой части биомедицинской аппаратуры рассмотрим на примере типовой микропроцессорной системы МПС со структурой, приведённой на рис. 3.12.

В этой системе взаимодействие МПС с биообъектом (БО) производится через так называемый функциональный процессор (ФП), в состав которого входят: измерительный функциональный блок (ИФБ); управляющий функциональный блок (УФБ), обеспечивающий заданное программно – управляемое функционирование ИФБ; функциональный блок воздействия (ФБВ), реализующий функции воздействия на биообъект, если это необходимо в соответствии с реализуемой медицинской методикой. Предполагается, что каждый из блоков ИФБ, УФБ, ФБВ имеет регистры статуса, в которых располагается информация о работоспособности этих блоков (пунктирные связи на схеме). Естественно, что взаимодействие ФП с шиной микропроцессорной системы (ШМПС) осуществляется в цифровом коде. Кроме этого к ШМПС подключается основной микроконтроллер (МК), который может совмещать решение медицинских задач с задачами диагностики состояния системы элементов, узлов и блоков медицинского прибора. Если вычислительных ресурсов одного МК недостаточно в состав МПС может быть включён дополнительный МК, занимающийся только задачами диагностики или эти задачи распределяются между несколькими МК с выделением для них своих зон ответственности. Расширение вычислительных ресурсов обеспечивается так же дополнительным подключением оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Для соединения с другими вычислительными средствами, включая ПЭВМ, в состав МПС вводится модуль сопряжения (МС), который сам может выполняться на микроконтроллере, например, USB – шины. Для разгрузки основного микроконтроллера блок отображения информации (БОИ) может использовать дополнительный микроконтроллер. Ряд систем, особенно мониторные системы, снабжаются блоками световой и (или) звуковой тревожной сигнализации (БТС).

Управление работой МПС, в том числе, при необходимости и взаимодействие с частью диагностической подсистемы, осуществляется через блок клавиатуры (БК).

Рис. 3.12. Схема медицинского измерительного прибора на основе микропроцессорной системы.

Характерной особенностью схемы, приведённой на рис.3.12. является то, что в ней присутствуют практически все компоненты, относительно которых обычно разрабатываются программно – технические средства диагностирования. Это комбинационные схемы, цифровые автоматы, триггера и регистры, составляющие основу построения ФП, БТС, БК и др. Особо выделяются механизмы диагностирования МК, ОЗУ и ПЗУ, как достаточно сложных больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС).