老三样指标测到极致，可穿戴设备迎来竞争新方向

继2023年发布针对测量各种生命体征信号而设计的高度集成多模式模拟前端(AFE)ADPD7000之后不到一年，ADI中国产品事业部日前最新推出了ADPD7008和ADPD700X系列，围绕PPG和Bio-Z两个功能做持续升级成为最大看点。

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产品功能持续细化

先简单回顾一下ADPD7000，适用于可穿戴式生命信号监测(VSM)设备的ADPD7000能够测量光电体积脉搏波(PPG)、心电图(ECG)、身体阻抗分析(BIA)和皮肤电活动(EDA)，从而实现血氧、心率、心电、体脂和情绪反应等人体生理特征指标的监测。

在ADI中国产品事业部高级市场应用经理何源看来，心率、血氧、心电监测在高端智能手表中已经成为标配，PPG和ECG在传感器硬件和算法层面都已经被挖掘到了极致，只会逐步提升准确度，而不太会有更新的应用。而智能手表健康检测下一个大的方向会是：情绪。而情绪监测在技术原理上，主要基于Bio-Z(生物电阻抗监测)，配合ECG和PPG。

最新的 ADPD700X主要功能就是进行Bio-Z 信号的采集，是ADPD7000芯片的改款。由于去除了PPG/ECG部分的电路，只保留BIA/EDA相关电路，因此尺寸仅有2.2x1.8mm，也同时降低了功耗和成本。此外，ADPD700x还具备更宽的动态范围和更高的信噪比，以及误差/寄生校准专利，可提供硬件级Lead-on检测。

部分智能手表已经有了非常成熟的电路和传感器设计，PPG/ECG功能可能已经做了高度集成。厂商如果不想改动原有设计，只想增加Bio-Z部分，ADPD700X就是更好的选择。即使客户的PPG方案没有采用ADI芯片，也可以与ADPD700x进行完美的组合，组成一个全栈式的、更彻底的检测方案。 

仅有PPG功能的ADPD7008采用8LED+4PD组合，具备117+dB信噪比和0.004Hz~9KHz的宽报点率，并与ADPD7000系列引脚兼容。同时，由于只关注单一的PPG功能，所以芯片的功耗更低、性价比更高，用户中高低端的产品都可以选择这款芯片。

而在算法方面，ADI中国产品事业部也推出了更完善的一些基础算法。比如自研的SCD活体检测算法，可以避免在非动物体上测出心率，该功能的实现也无需改动硬件，只是单独的软件算法。而在心率、血氧、压力、HRV等传统功能上，ADI也更新了更完备的公版算法。

与ADPD7000主要面向具备自研能力的大客户不同，ADI为ADPD7008在生产方面准备了完善的量产交付工具、光学设计/布局仿真与指导、算法组合、协助设计和检测的服务，涵盖从芯片使用、算法开发、PCB打板、到传感器布局、终端产品的完整产线制造。 

安全认证芯片在医疗配件中的应用

大多数的医疗设备，如心电监护仪、B超、微创手术设备、除颤仪等，无论其应用在医院，还是便携，或者家庭，除了必不可少的设备主机，通常还需要连接各种各样的外围设备配件，如医疗传感器、执行机构、生化试剂、电极、心电导管、便携设备的电池等等。

以心电监护仪为例，外部需要连接不局限于以下的传感器，如微压、温度、血氧、血糖、心电电极等，用于实时监测病人的心率、心电图、呼吸、体温、血氧、血压、血糖等多项生理指标。

根据ADI安全产品线总监刘武光的介绍，为了便于生产管理、跟踪、识别这些传感器，通常要求在传感器内保存传感器类型、系列号、生产日期、硬件版本等电子标签信息。有些传感器由于一致性差，还需要在传感器内部记录传感器的校准参数，如零点偏差、增益误差及非线性修正参数，以便主机设备能够读入这些校准参数，实现传感器的自动修正，保证传感器的测量精度。

最近十几年，随着半导体和传感器在微型化、智能化领域的快速发展，以及同期生物医学/医美技术的快速进步，不仅极大地提升了传统医疗设备的技术和功能，而且涌现出了大量先进的创新医疗设备和应用。

例如众多类型的微创手术设备，外部通常连接非机械手术刀（如电子手术刀或超声刀等）、内窥镜、消融电极等关键配件。这些配件的性能与使用时间或者次数有关，为了保证医生手术的质量及降低手术失败风险，这类配件除了要求上述必备的电子标签功能外，还需要增加使用寿命的管理，杜绝医生使用寿命超标的配件。

应用于医美行业的康复或美容设备，也通常要使用外部的一些配件产生超声、激光、高频振动、电流等，去刺激或清除对应的组织或者皮肤，达到美容和康复的疗效。而在这类配件应用中，还需要增加配件的防伪识别，防止主机设备使用假冒的配件，影响治疗和康复的效果。

综上所述，这些需求并不仅仅局限于上述实例，而是广泛的存在于医疗和医美设备所使用的配件/耗材生产、使用和售后环节中。实际应用将根据产品的特点，增加电子标签、配件校准参数存储、使用寿命管理、防伪识别等功能的部分或者全部。

ADI安全认证芯片产品线继承了达拉斯半导体和美信集成加密产品的基因，虽历经多次并购，但依然保持了其业务的独立性、完整性和延续性。经历了三十余年的产品、技术和应用的发展和积累，产品广泛应用于IP保护和授权管理、系统配件识别和防伪，以及网络（含IoT）安全性。

• 安全性方面，从简单的、存储器容量大小各异的OTP和EEPROM存储类芯片（如DS2431），到集成多种对称算法SHA的认证芯片（如DS28E16），再到集成非对称算法ECDSA的认证芯片（如DS28E30），以及集成更高密码保护方式的PUF（物理不可复制特性）技术（如DS28E39）；

• 接口方面，提供接触方式的1-Wire、I2C、SPI多种接口以及非接触的NFC接口（如MAX66250），尤其是ADI独有的1-Wire接口，仅通过一条线就可以实现供电、通信数据和时钟的传输，最大程度地简化了主机设备和配件之间的机械和电气设计，降低了ESD保护和EMC的成本；

• 兼容性方面，随着工艺水平和客户对性能要求的提升，ADI提供灵活的向下兼容设计方案，以便客户的新旧设备更好地兼容新的防伪识别方案；

• 封装方面，ADI提供多种类型的封装，从插装芯片、到表贴封装、再到极小尺寸的WLP封装，可以满足配件对封装尺寸、封装形式的要求；

• 应用多样性方面，除了满足通常应用场景外，ADI还提供更高温度（+125°），以及应用于要求伽马射线杀毒灭菌的应用场景的访问认证芯片；

• 成本方面，基于不同附加值的配件对性能和成本的要求，ADI从存储介质和容量、算法及接口等多方面优化产品设计，为客户提供极具性价比的防伪识别解决方案。

ChipDNA 物理不可克隆功能 (PUF) 技术是ADI核心安全认证技术之一。简单而言，传统的密码的关键信息保存在EEPROM、OTP或Flash等存储器中，虽然攻击难度很高，但绝非无迹可循。而ChipDNA PUF技术实现则是利用了晶圆制造过程中自然发生的半导体器件特性的随机变化。ChipDNA 电路生成一个独特的输出值，该输出值可随时间、温度和工作电压重复。尝试探测或观察 ChipDNA 操作会修改底层电路特性，从而阻止发现芯片加密功能使用的唯一值。

由于PUF密钥是基于物理特性生成的，因此不需要存储在非易失性存储器中，增加了安全性。而且这种安全机制的建立，不需要复杂的硬件或大量的计算资源，因此也非常适用于资源受限的设备。

另一项ADI独有的技术则是1-Wire接口技术。顾名思义，产品仅仅通过一根线，就可以实现数据通信和供电的功能。整个结构设计非常简单，仅需要1-Wire和GND两个触点，而且因为只需要对一个端口进行保护，所以ESD、EMC的成本也得到了大幅降低。

“ADI配件识别应用机会主要来自于医疗、消费类、工业、通信、汽车等行业，其中半数以上营收来自于医疗配件应用。“刘武光说，ADI安全认证产品线为配件应用的设计和生产提供了强有力的支持，包括从方案推荐、讨论、评估、软硬件参考设计和量产等各个方面。

例如，为了简化客户的软件设计和集成，ADI提供C源代码参考程序，并提供更高级的API接口程序，客户可以直接调用对应的API实现所期望的功能，无须了解具体的算法运算和访问器件的命令流程。

在配件量产环节，ADI提供对应型号的量产工具；对于大批量应用，为了简化生产、降低生产成本、提升客户的应用密码管理，ADI可以为客户提供定制的防伪认证芯片，客户除了有自己专属的客户ID外，更重要的是客户无须管理防伪认证芯片的密码信息，而是由ADI在安全的生产环境下定义和使用。