近年來，便攜式醫療電子產品經曆了可觀的增長，並已被業界廣泛采用。市場上許多新成立的公司不斷推出新的衍生產品。現在需要的是更好的批量生產設計，提供更低的複雜性和可接受的性能水平，從而使行業參與者能夠降低設備成本。在設計醫療設備時，製造商需要考慮的一些重要因素包括選擇合適的組件以滿足規格、功耗、成本、尺寸等，並通過美國食品和藥物管理局（FDA）的檢查。
典型的便攜式醫療電子係統包含的組件包括用於采集數據的模擬前端組件、用於調節信號的放大器和濾波器、模數轉換器、用於收集用戶反饋的按鈕以及用於計算的微處理器。控製器和用於連接液晶屏的各種接口和USB連接端口。傳統的設計方法是將所有需要的元件放置在電路板上。然而，這種方法增加了總體物料清單、PCB 複雜性和設計周期。
由於外部人員可以輕鬆地對解決方案進行逆向工程，因此這些模擬組件降低了對模擬IP 的保護。便攜式醫療電子產品的設計和製造受美國食品和藥物管理局（FDA）監管。這意味著產品的設計和製造必須準確遵循明確定義的流程，其性能必須符合嚴格的記錄、開發測試和產品測試。以及現場維護等規定。
典型的血壓計使用壓差傳感器來測量手腕或手臂的血壓。該傳感器的輸出信號隻有幾微伏（30V~50V）。輸出血壓信號必須由具有理想CMRR（共模抑製比）的高增益儀表放大器放大。通常理想的增益和CMRR 分別為150dB 和100dB。血壓信號的振蕩脈衝頻率在0.1Hz11Hz之間，幅度為數百微伏。可以使用帶通濾波器捕獲這些信號振蕩。濾波器的增益約為200，截止頻率為0.3Hz~11Hz。速度高達50Hz 的10 位模數轉換器用於將血壓傳感器和振蕩器信號數字化。
典型的非接觸式數字溫度計使用包含溫差熱電堆的傳感器，該溫差熱電堆嵌入在薄膜上，並帶有熱電元件來測量熱電元件的溫度，以及熱敏電阻來測量環境溫度。熱電角會產生直流電壓，其值與接頭的溫差直接相關，而熱電角的輸出信號隻有幾V。熱電角輸出的信號經過這些低噪聲放大精密放大器，使用熱敏電阻和外部精密參考電壓來創建分壓器。
分壓器將熱敏電阻的電阻變化轉換為相對於溫度值的電壓變化。熱電角和熱敏電阻之間的電壓用於計算熱電角和周圍溫度。係統將使用傳感器製造商提供的多項式函數或具有預存儲讀數的查找表來根據電壓計算溫度。將環境溫度添加到熱電角溫度來計算最終溫度。
段式LCD 驅動器、RTC、按鈕、EEPROM 和USB 是上述應用所需的其他外圍組件。
除了微控製器之外，傳感器、ADC、液晶屏驅動器/控製器、USB控製器、濾波器、放大器等都是外圍組件。這些組件通過GPIO 或專用引腳連接到微控製器。這些外圍組件的使用會遇到許多限製和約束，包括物料清單、印刷電路板的複雜性、FDA要求檢查每個組件，這增加了設計/開發時間，並減少了模擬IP的保護。
在血壓監測儀中使用片上係統(SoC) 可以大大簡化設計過程。 SoC 集成了產品所需的高增益儀表放大器。使用集成的模擬/數字濾波器，可以提取振蕩脈衝信號。 SoC中的可調ADC可用於執行數據數字化，內置CPU內核提供必要的處理功能來執行具有較長程序代碼的算法。該組件還集成了分段式液晶數字屏來顯示信息； EERPROM存儲器記錄數據；實時頻率記錄時間戳；全速USB連接PC接口； DMA從CPU獲取數據，觸摸元件代替按鈕。 SoC 內的定時器可用於計算心跳速度並處理安全功能。該SoC還支持較寬的工作電壓範圍並且消耗較少的電流，使其更適合電池供電的設備。 SoC 內的脈衝調製器可用於控製電機。
該SoC 集成了必要的放大器和ADC，以檢測紅外溫度計中的微伏級變化。 SoC內部有精確的參考電壓，可以為傳感器提供穩定、準確的參考源。 SoC 中內置的其他功能包括段式LCD 數字屏幕驅動器、EEPROM 存儲器、RTC、USB 接口和觸摸感應。
如上所述，SoC集成了大部分外圍組件。這樣一來，業界就可以立即淘汰相當數量的零部件。使用該芯片還可以保護模擬IP，因為所有模擬組件都集成在芯片內。元件數量更少意味著PCB更加簡化，開發時間和上市時間也縮短。芯片內各個外圍器件的功耗可以通過不同的模式進行單獨管理，使電源管理工作變得簡單高效。這些芯片的可調節靈活性有助於在重新設計或更改解決方案時降低成本和工作時間。更重要的是采用片上係統，減少了材料的使用，讓FDA檢查流程更加簡單。血糖儀、脈搏血氧儀、便攜式心電圖設備等，這些便攜式醫療電子設備都可以使用SoC。
例如，Cypress的PSoC 3/5產品（可編程片上係統）是為各種便攜式手持設備量身定製的，例如血壓計、血糖儀和脈搏血氧計。 PSoC3/5 結合了速度分別為33MIPS 和100 DMIPS 的8051/ARM Cortex M3 內核、放大器、2KB EEPROM、全速USB 2.0 以及許多其他功能，創建了真正的單芯片解決方案。與PSoC Creator IDE 相結合，它為每個功能提供了預編程的可調節IP 模塊，為產品設計人員提供了開發小型化、高度可編程的最終產品並實現極短設計周期所需的所有工具。 PSoC 3/5組件的低功耗特性更適合支持手持式醫療/生活休閑電子產品。
