對于面臨上市時間和預算壓力的嵌入式系統設計人員來說，構建還是購買決策至關重要。Matt 探討了塑造嵌入式 PC 市場的新技術，并解釋了嵌入式 PC 平臺如何將標準化的現成構建模塊與定制選項相結合，以應對下一代電子病歷 （EMR） 系統等要求苛刻的應用的挑戰。

在許多行業中，嵌入式系統設計人員在為其特定應用選擇合適的計算平臺時，經常會遇到構建與購買之間的困境。對于試圖解決上市時間和預算壓力的設計師來說，這個重要的決定可能是壓倒性的。由于每種方法都有自己的一組優點和缺點，因此應考慮許多特定于應用程序的因素。

這種困境給醫療應用設計人員帶來了實質性問題，他們面臨著嚴格的行業要求，即高可靠性、滿足監管批準、使用壽命長達10年及以上以及快速傳輸大量數據進行分析的高性能。隨著醫院環境中對移動性的需求不斷增加，額外的要求包括更緊湊的外形尺寸，用于空間受限的應用以及更高的電源效率。特定的設計要求可能包括對專用 I/O 的需求、更高的計算功率密度、無風扇系統、嚴格的版本控制、固定或凍結的物料清單 （BOM） 或定制的外殼。一直以來，由于這些應用程序的關鍵性質，對整個系統的服務和長期支持仍然是必不可少的。

設計人員注意到嵌入式市場中的一個明確趨勢：向PC兼容系統的轉變?？紤]到嵌入式 PC 板從性能和上市時間的角度來看可以提供的優勢，這是有道理的。如果經過精心挑選，嵌入式 PC 板可以縮短設計周期時間并提高系統性能，從而生成功能豐富的增強型產品，從而以前所未有的速度進入市場。

日新月異的嵌入式 PC 市場

就像臺式電腦市場一樣，嵌入式電腦市場也在不斷變化。然而，嵌入式PC通常部署在需要10-15年更長生命周期的復雜應用中，而臺式PC的預期使用壽命為5年或更短。此外，鑒于嵌入式PC部署環境的性質，它們有望全天候完美運行。這給設計人員帶來了壓力，因為嵌入式PC市場的趨勢不斷變化，技術也在不斷發展。

一些新興趨勢正在影響嵌入式PC市場。多核技術的出現提供了一種有吸引力的方式來擴展組件并在嵌入式外形尺寸中添加功能，而不會顯著影響熱輸出和功耗等能量變量。這使得性能呈指數級增長，從而大大改進了功能。

不斷縮小的組件幾何形狀也使主板上的功能數量顯著增加，從而可以將更多功能打包到更小的外形中。

醫療記錄無紙化

醫療保健行業對便攜性和即時通信的需求刺激了電子病歷（EMR）的發展。EMR系統允許醫療保健專業人員從多個點（包括患者‘??s床邊，急診室或手術室）訪問實時患者記錄，用藥時間表，放射學圖像和醫生命令。EMR 系統節省了管理時間和成本，提供了一種比使用紙張存儲和處理記錄更有效的方法。更重要的是，EMR 系統通過提供更安全、更高效、更方便的醫療保健系統來改善患者護理。

盡管有這些優勢，但醫療保健行業在采用EMR和其他醫療信息技術方面進展緩慢。根據醫療記錄研究所進行的2007年電子病歷趨勢和使用情況調查，EMR系統的實施受到一些障礙的限制。這些障礙包括缺乏足夠的資金或資源，切換到EMR系統的預期問題，難以從紙上創建遷移計劃，以及無法以合理的成本找到EMR系統。

為了提高 EMR 系統的采用率，該技術必須具有成本效益，性能符合預期，并提供無縫集成的途徑。此外，該技術還必須滿足許多其他設計挑戰。醫療記錄（如醫生命令和測試報告）是法律文件，必須以不變的形式保存并由創建者進行身份驗證。因此，數據處理系統必須非?？煽?。這些類型的系統還往往需要非常長的技術生命周期和凍結的BOM才能獲得必要的監管批準。即使是系統中最小的更改也可能需要工程更改通知，并導致進一步的認證機構測試。在醫院環境中，設備還必須便攜、緊湊且堅固耐用。

除了醫療保健應用固有的核心要求外，每個醫療實踐也有自己的需求，系統需要一定程度的定制。這些自定義規范可能包括額外的 I/O、自定義外殼、品牌或機械修改。

在這種情況下，從頭開始開發完整的定制系統是不切實際的，因為成本限制，更不用說上市時間和驗證問題了。更可行的方法是嵌入式PC平臺，它將基于標準的功能與可集成的定制功能相結合，以滿足特定應用的獨特要求。

混合的好處

縮短上市時間是設計人員轉向現成的嵌入式PC平臺的最大原因之一。過去，添加定制電路被視為一種阻礙，因為這樣做會大大減慢設計過程。如今，在預先驗證的平臺上添加新功能和高級功能的能力已成為設計人員將嵌入式PC平臺用于其應用的另一個堅實理由。

為了向醫療設計人員提供滿足其特定需求的最佳嵌入式PC平臺，有必要將標準化的現成構建模塊與定制選項相結合。例如，控創將ETX嵌入式計算平臺集成到其嵌入式PC中，以實現一個更小、更靈活的平臺，只需切換出ETX模塊，即可使用更快的處理器輕松升級。像ETX這樣的標準電路板外形尺寸是設計人員可以添加高級功能的結構，例如全彩色圖形界面或與其應用獨特相關的專用I / O。

經過驗證的PC硬件和軟件標準還為嵌入式系統設計人員提供了利用開發工具、組件、外設和應用軟件的基礎，這有助于他們降低開發成本并加快產品上市速度。

評估用于 EMR 的嵌入式 PC 平臺

一個涉及EMR應用程序的案例研究評估了是否從現成的白盒PC過渡到嵌入式PC模型，說明了將標準構建塊與定制功能相結合的優勢。在這種情況下，該客戶是北美最大的連鎖醫院之一，正在升級其運行基于文本的界面的舊式單色啞終端系統。

新系統需要運行幾個關鍵應用程序，包括管理醫療記錄的定制軟件，但不是最新和最好的辦公應用程序。這意味著它不需要大量的計算能力。然而，該系統需要足夠小，不顯眼，可靠和堅固，以承受繁華的醫院環境。未來的設計考慮因素包括無線網絡功能，這將使這些裝置能夠添加到移動護理站，這些工作站可以使用電池運行，而不是拴在壁掛式插頭上。系統總成本也是一個關鍵因素。

該客戶的 ??s IT 團隊考慮了兩種方法來實現其目標：升級到現成的 PC 系統或切換到嵌入式系統。現成的 PC 選件將客戶限制在評估時可用的處理器和其他功能。在這種特殊情況下，嵌入式系統需要的計算能力低于市場上耗電的桌面系統。因此，嵌入式系統可以使用低功耗處理器，這更適合移動性要求。

另一個關鍵但不太明顯的考慮因素是，客戶希望擺脫傳統PC的外觀?？蛻舻睦碛墒?，如果系統看起來不太像普通PC，那么患者和訪客就不會那么傾向于干擾它?？蛻粝ＭO計一個足夠小且足夠靈活的單元，可以安裝在各種情況下，例如顯示器的背面，移動站或機柜中。

為了滿足對可靠性和堅固性的需求，客戶考慮開發一種完全固態的裝置，沒有移動部件。這涉及使用 CompactFlash 存儲卡或固態硬盤，其價格應滿足成本限制。鑒于這些要求，嵌入式系統更有意義。評估了兩個嵌入式計算平臺：迷你ITX主板和ETX計算機模塊（COM）。兩種選擇都是無風扇的;然而，客戶選擇了ETX板，因為它更小，更通用，并且可以滿足未來的增強功能，例如可能的處理器升級。Kontron 的這款嵌入式 PC 平臺設計為不顯眼，具有靈活的安裝選項，可滿足 EMR 應用的要求，同時提供簡化的實施，開箱即用，可快速輕松地進行部署。

該系統集成了一個LCD和一個預裝在盒子中的嵌入式計算機。這使客戶只需拔出設備，插入鼠標和鍵盤，通電，即可在幾分鐘內開始運行。使用白盒系統時，電纜將被單獨包裹，并且組裝起來需要更長的時間，特別是對于具有多個單元的安裝。這種更快的部署節省了時間，并最終節省了資金。此外，由于嵌入式計算機公司通常可以處理更小，更定制的系統運輸，因此該系統提供了自定義操作系統安裝和品牌選項，包括自定義初始屏幕。

如本示例所示，通過現成的構建塊提供一定程度的自定義，可以快速滿足特定的應用程序需求，同時仍能滿足成本預期。

審核編輯：郭婷