平板热潮蔓延医疗设备市场 研华HIT-W121触摸屏终端设计探秘

本期的拆解对象是一台面向医疗市场的触摸屏终端产品-研华公司开发的HIT-W121。该产品不仅包含了医疗OEM厂商所需的功能，而且还留有一定程度的灵活性，允许终端厂商实现差异化产品。

外形纤薄的HIT-W121之所以成为我们感兴趣的拆解对象，是因为它不仅共享了许多与传统计算平台相同的特性，还具备额外的特色功能以适应医疗应用(见图1)。

图1：外形纤薄的HIT-W121采用“无棱角”设计，非常适合在医疗环境中使用。

HIT-W121配有一个11.6英寸的单面触摸屏显示器，内置Intel的Atom D510微处理器，支持Windows、Android和Linux操作系统，并采用了符合VESA安装标准的紧凑外形尺寸(见图2)。其中的1.6GHz D510微处理器包含双内核。目前研华正在考虑另外一款类似的微处理器——N450，可能用于未来新一代产品上。

图2：HIT-W121电路板上的关键元件，包括Intel D510微处理器。

“我们所有的医疗产品都基于Intel的微处理器，因为这是我们客户的首选。”研华公司产品经理Joseph Chung表示，“从我们的角度看，与Intel合作仍然更加融洽。由于我们是Intel的主要合作伙伴之一，我们拥有早期访问套件之一。与AMD等处理器相比，更新的设计对我们来说更容易上手。总之，这个选择归因于处理器的成熟度以及我们从Intel公司获得的支持力度。”

研华公司采用ARM处理器设计过不少产品，但该公司感觉到Intel产品能够提供所需的功能，特别是医疗领域的功能。这款特殊产品是在台湾地区开发的，研华在那里设有研发团队。HIT-W121的开发大约用了9个月时间，其中包括所有的认证和调试过程。

除了D510 CPU外，另外一个关键元件是处理器的配套芯片或I/O集线器ICH8。该器件的功能包括对PCI Express和局部总线的支持、ACPI电源管理以及增强型DMA。另外，ICH8最多可以提供10个USB端口，并且支持高清音频和千兆以太网控制器。其中值得关注的特性包括CF存储器、医疗电源适配器和采用真正宽屏LCD的触摸屏，这是该产品的一个重要特色功能。触摸屏控制器来自台湾的一家供应商。

HIT-W121整个设计外观非常圆滑，在前面板组件中没有使用棱角——即使在集成触摸屏和LCD时也是这样，这使得HIT-W121更易于清洁。

第二页：HIT-W121巧妙的外设连接设计

第三页：挑战及改进设计

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连接外设

HIT-W121设计非常巧妙，能够非常方便地连接诸如RFD智能卡阅读器等外设。系统采用微型PCI Express无线网卡提供扩展连接功能，也可以通过微型PCI Express卡连接到GPRS服务。

“我们之所以决定采用不直接将模块嵌入母板的方法，是因为其中某些模块的寿命不是太长。”Chung指出，“针对医疗应用，你必须认证采用这些模块的产品。如果某个模块存在问题，你必须提交整个系统去重新认证。这对我们的某些客户来说是个问题，因此我们选择不将模块嵌入系统中。”

研华不是FDA注册制造商，因此不必受限于这个认证过程，但公司客户必须承担这个责任。不过研华公司确实达到了UL认证和FCC B级规定的所有安全和电磁兼容性要求。

存储介质的选择

HIT-W121内置的存储器采用旋转式硬盘，但用户还可以选择插入CF存储卡。OEM厂商还可以使用2.5英寸的固态硬盘(见图3)。这种设备一般在固定环境下使用，因此旋旋转式硬盘通常不存在问题。

图3：本设计采用旋转式硬盘，OEM厂商也可以选择其它类型的存储介质。

在电路板背面我发现一个相当重的散热器，研华称它为集成式散热器。这个散热器直接连接CPU和芯片组。大多数OEM会给系统安装一个摆臂，这样的装置也有助于散热，因为热量可以通过安装件或摆臂散发掉。

第三页：挑战及改进设计

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设备供电及其他

尽管HIT-W121内置了备用电池，但它的设计本意不是直接在电池供电情况下运行(总系统功耗约20~30W)。在系统断电时，后备电池可用于维持平台中的数据，持续供电20~30分钟。

在大多数情况下，HIT-W121被安装在医疗小推车或病床边。如果位于床边，该设备可以直接插入交流电源插座。HIT-W121也能很好地安装在小推车上，因为大多数小推车配有大功率电源。

“像这样的设计面临的最大挑战是认证过程。”Chung指出，“设计过程本身通常来说还不是太困难，因为我们从事这项工作已经很长时间了。但我们必须把详细报告发送给认证机构，而这个认证过程会花很长时间。例如，当我们提交风险管理文件时，需要包括所有不同的用例场景。”

研华公司表示，客户对下一代产品最迫切的要求是删除位于HIT-W121右侧的智能卡阅读器插槽。这个插槽主要是为亚洲国家的客户设计的，因为他们会用到许多智能卡。然而在美国，智能卡不是那么流行，因此插槽基本上没什么用。

目前交付的HIT-W121产品采用Windows XP嵌入式操作系统。这个平台也可以运行Android 2.2，不久还将升级到Android 2.3版本。有些客户需要Linux操作系统，但从支持角度看有点复杂，因为Linux版本太多了。如果客户--尤其是系统集成商--对裸机产品感兴趣，研华表示也乐意提供。

本文来自《电子工程专辑》2012年2月刊，版权所有，谢绝转载。