隨著過去10年科技快速進步以及人口結構逐漸老化，醫療電子已成為逐漸崛起的新興市場。目前，這一市場正處於關鍵的時刻，一方面民眾期待當地產業能夠開發出安全、可靠並具有高成本效益的醫療電子設備，另一方面產業界須要評估哪些產品技術將在今後幾年裡帶領市場的走向與成長。
雖然人口老化和衛生保健改革是一個全球性的議題，然而對醫療電子的某些設計方向來說則是地區性的。與歐美國家不同，日本及亞太地區國家民眾的養生觀念，帶動了一個從被動治療到積極預防的醫療模式轉移。
現在，亞洲地區的政府和民眾都更廣泛地使用醫療技術、定期做全面性的健檢，並鼓勵使用可攜式家用監控和測試設備，尤其是針對缺乏醫療設施的偏遠地區。這是一個不容忽視的新趨勢，預計今後數年內可攜式醫療電子產品市場將會快速擴張。
功耗/周邊支援能力影響市場接受度
在開發可攜式醫療電子產品時必須要了解的問題是，哪一種技術的需求最大？有沒有特定的設計要求會主導或影響半導體解決方案的開發？在主流的可攜式醫療電子產品如血壓計、血糖計、心律監控器和脈搏血氧飽和分析儀(Pulse Oximeter)中，實際的生理訊號都是低振幅的類比訊號，在這些訊號被測量、監控或顯示前，須使用放大和濾波等訊號調整技術。
同時，這些產品大部分是由電池供電，因此若微控制器(MCU)能夠提供超低功耗並帶有嵌入式高性能類比周邊設備，不僅可以提供數位濾波和處理功能，還能夠支援參數結果(即生理類比資料)的顯示，這將使最終產品的市場接受程度大大提高。
目前的現代化製程技術已能夠實現以系統單晶片(SoC)的形式將上述要求具體實現。利用低功耗微控制器與嵌入式高性能周邊設備如運算放大器、類比數位轉換器(ADC)和數位類比轉換器(DAC)的互相結合，便能夠簡化由電池供電之可攜式醫療電子產品的類比前端設計。
高可靠性要求挑戰不小
可攜式醫療電子產業面臨著某些關鍵挑戰，包括易用性、高可靠性和高安全性、簡便和安全的有線無線連接、低功耗、高測量精準度、小巧外形尺寸和低成本。為了向民眾提供這些功能而不超出預算要求，製造商無法繼續使用各種不同的離散元件來設計產品。
半導體供應商，尤其是設計微控制器的廠商，將主導設計挑戰，為可攜式醫療電子產品市場提供高整合度的解決方案，實現更高的性能和可靠性，並滿足嚴苛的功率和成本預算要求。
因應這些挑戰並不容易，參與此市場競爭的廠商必須認真考慮多項因素。雖然用於消費電子產品的半導體元件通常對於價格非常敏感，但是可攜式醫療電子產品中的半導體元件(尤其是重要的微控制器)還必須滿足其他嚴格的要求，絕不能因為爭取低成本而捨去其可靠性與高精準度。
總而言之，要在可攜式醫療電子產品市場中擁有高競爭力，就是要使用超低功耗的微控制器以延長電池壽命，加上高性能類比周邊設備來實現更精確的測量，並提供可選配的有線或無線連接，這對於遠程健康監控應用尤為重要。
新解決方案滿足設計要求
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| 圖1 愛特梅爾AVR XMEGA系列微控制器擁有低功耗和豐富周邊支援能力，極適合可攜式醫療電子開發。 |
愛特梅爾(Atmel)AVR XMEGA系列微控制器(圖1)擁有AVR微控制器具備的所有特性，而且中央處理器(CPU)速度升級，在32MHz頻率下的處理性能可達到32MIPS。在可攜式醫療電子產品等電池供電應用中，XMEGA系列可實現真正的1.6伏特(V)工作電壓，這意味著其能夠連接任何1.8伏特(±10%)的穩壓電源，以節省成本和延長電池壽命。
此外，AVR XMEGA系列還具有高速12位元類比數位轉換器，實現高達2MSPS的取樣速率，且其類比數位轉換器帶有增益級(Gain Stage)和過採樣(Over-sampling)特性，能夠更加提升模擬精度、滿足大多數可攜式醫療電子產品的需求。
由於醫療電子市場的潛力正不斷成長，因此愛特梅爾也積極擴大產品系列，包括在今年10月時發表的具有全速通用序列匯流排(USB)，以及100/160段液晶顯示器(LCD)控制器的全新AVR XMEGA B系列微控制器。
AVR XMEGA(A與B)系列特別適合可攜式醫療電子產品市場，AVR XMEGA採用picoPower低功耗技術，整合高精準度類比功能，擁有豐富的周邊設備集，附加的QTouch軟體庫，還能賦予最終產品一個優質高階的使用者觸控介面，實現觸控鈕、滑塊與轉輪的功能。
此外，將AVR XMEGA系列微控制器和愛特梅爾的射頻(RF)無線收發器AT86RF232與802.15.4/ZigBee軟體庫或愛特梅爾合作夥伴如Redpine及H&D Wireless的無線區域網路(Wi-Fi)解決方案互相結合，更能夠進一步擴展愛特梅爾在遠程無線醫療保健監控應用市場的產品組合與優勢，提供高整合度的系統設計與開發環境。
(本文作者為愛特梅爾微控制器產品行銷經理)