生物医学工程学进展

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生物医学工程学进展范文第1篇

医院中生物医学工程科又称为临床医学工程，其任务是要把工程学的理论和技术运用到现代医疗中去，解决医学和生物学的难题以改善病人的生活质量，同时进行医疗设备的物流管理、财务核算管理、质量控制技术管理和采购管理。它随现代社会医疗科技发展应运而生，其存在和发展影响、制约、甚至决定着医疗卫生的发展。

1.医院中生物医学工程科现状

生物医学工程科在医院中的职能大致包括以下四个方面：医疗设备的物流管理、财务核算管理、质量控制技术管理和采购管理。然而由于起步较晚，我国临床医学工程的发展还落后于发达国家。目前各级医院临床医学工程部门工作开展质量参差不齐，各医院之间缺乏纵向、横向协作机制，医学工程学科工作开展缺乏系统性的规范。与相关科室之间职能划分不明确；医学工程技术人员知识结构和队伍阶梯结构不合理；缺乏有效的进修培训机制，知识老化快；缺乏有效的工作质量考核体系，维护维修工作效率低下；医学工程人员在医院中的地位和待遇得不到有效提高，工作缺乏积极性。最终导致人才流失，在生物医学工程队伍面临萎缩的同时，生物医学工程科在医院的生存和发展也面临挑战，其主要表现在以下几个方面。

1.1 管理体制问题

自20世纪70年代我国建立生物医学工程学科实体以来，全国各级医院也相继组建了生物医学工程学科，但相当多的医院至今仍延续着创建之初的机构名称，如器械科、仪器室、药械科、维修室等，地方医院均称为设备科，部队医院又称为器械科，只有少数几家医院称为临床医学工程科。另外，在其组织结构和管理体制上也比较混乱，有的归属后勤系统，有的归属医技部门，也有的直接隶属医院总务科，这种管理体制严重束缚了生物医学工程的发展。

各医院的生物医学工程科其功能、职责也不一样。首先，就其采购范围而言，有负责全院的医疗仪器、设备的采购；有负责包括总务方面的设备采购（如空调、冰箱等）；也有负责全院医用消耗品的采购。内容各式各样，杂乱无章，往往按医院的传统和经验办事，没有一个明确的职责范围。

其次，在日常工作中，只重视医疗仪器、设备的采购、维修和日常管理，而忽视了医院仪器、设备安全性、可靠性的管理与监测；忽视了医疗仪器、设备的功能开发与利用；忽视了医院整体软、硬件的规划管理与技术管理，从而成为医院的一个纯采购部门。

由于临床医学工程在我国还是一个新生事物，仍然处于〃创业〃阶段，因此至今为止还没有形成一套完整的医疗设备管理法规，也没有建立我国自己的临床医学工程师法。在医疗仪器、设备的采购、验收、使用、维修、报废和培训等方面缺少一套严谨、规范、科学的管理制度。

1.2 生物医学工程技术人员队伍问题

生物医学工程技术人员是生物医学工程的主体和体现。由于历史原因，生物医学工程技术人员在医院设备管理中的地位与作用是很微妙的，在医院早期设备管理任务较少，医学工程技术人员主要来源于电工、钳工、电器维修人员的改行，主要工作是器械、仪器、设备的维修，地位等同于一般工人。随着医院的发展，20世纪80年代初期部分医学院和工学院相继开设了医疗器械维修及生物医学工程专业，毕业后学生纷纷进入医院从事医疗仪器设备的维修工作。很多医院特别是大型医院的设备管理部门取名为生物医学工程科，医学工程技术人员的地位有了很大的提高，等同临床医疗技术人员，有了自己的学会和职称晋升。21世纪初随着医院后勤服务社会化改革，有的医院将医学工程技术人员划入后勤服务，有的医院将设备管理部门也划入后勤服务里面，医学工程技术人员的地位落入低谷。现代医疗设备技术含量越来越高，大规模集成电路器件的采用，机械化生产电路板，使故障的查找难度增大或即使找到故障也无配件更换，许多厂商特别是大型设备厂商已将医疗设备售后维修作为一项重要收人，对医院实行维修垄断，不提供完整技术资料和配件来源，配件专用性很强，兼容性很差，制约了维修工作开展，出现了维修能力危机，岗位危机，医学工程技术人员在医院是否有存在的必要，已存疑问。

1.3 医学与工程相结合的问题

医院拥有门类齐全的现代化医疗仪器设备，这为工程技术人员提供了得天独厚的资源条件。然而在现有的模式下，医学工程技术人员大多集中在临床医学工程科或设备科内，技术人员只在需要维修时才被动与各类医学仪器接触，因此对所接触的仪器熟悉程度并不很高，不易形成对某台或某类医疗仪器的深入研究。同时，生物医学工程人员一般掌握的医学知识不多，而临床医生在工程方面的知识比较贫乏，他们在临床上发现了和工程相关的医学问题不能很好的与工程技术人员交流和沟通，更谈不上解决，从某种意义上说，这就导致临床医学与生物医学工程不能很好地结合，不能够充分发挥二者的优势。

2.医院中生物医学工程发展和创新的对策

到目前为止，生物医学工程科在医院中已经成为专业性很强的职能科室，在医院现代化建设中所起的作用越来越重要。深入研究探析生物医学工程学科在医院中的作用、发展及创新，对医院现代化建设和学科自身的发展都有极其重要的现实意义和深远的战略意义。面对目前医院中生物医学工程出现的问题和面临的挑战，变革和创新势在必行。

凡事预则立，不预则废。对医院生物医学工程科的发展和创新必须进行系统科学的分析，进行科学规划，为达到设计总目标，列出的各阶段的分目标并逐步落实。先定奋斗目标具体分析各人的特长实力，合理开发利用人力资源。结合实际加强理论研究和创新工作，形成对医学工程学科发展有指导意义的完整学科系统，进而真正做到科学论证、合理购置、科学使用、严格质控、科学维修、严密计量。本文就医院生物医学工程科如何发展和创新提出了以下几点发展对策。

2.1 转变工作模式，明确工作职责

首先要改变观念、转变工作模式，要将目前以〃采购、维修〃为中心的单一化工作模式向以〃质量保证、安全监管、技术保障〃为中心的多元化工作模式转变；要明确临床医学工程学科在医院中的职责和任务，即除了当前的常规工作，如设备的招标组织、论证、采购、安装、验收、档案管理等外，还应包括以下主要工作：在用设备的质量检查、质量保证和质量评估；医疗设备的安全性能测试、监管和保证；预防性维护、保养和故障维修；医疗设备的医学计量及维修后的计量与性能测试；对医院临床医学工程技术人员的技术培训与考核；开展临床科学研究等。

2.2 改变现有管理体制，使医疗设备效能最大化

医院的发展，是靠先进的科学技术，严格有序的科学管理；创新才是飞跃，是发展的根本。不创新将是死水一潭，所做的工作只是原地打圈圈没有得到提升；创新的科学管理能使有限的资源进行优化组合，合理配置，最终实现更大范围资源的科学合理共享，产生出比以前高出几倍的效率，管理出效率更出效益是众所周知的；各类医疗仪器是一种服务和增值于一体的物质资源，是科技应用于临床医学的成果，是医院现代化水平和技术实力的标志，是现代大医院发展壮大的基础。国内大中型医院都具有少则几千万元多则几亿元的现代化医疗设备，但若没有真正利用现代化科学管理理论进行科学管理，让配置更加科学合理，就不会让它的作用得到更好的发挥。现在对医院的评价仍用旧观念和过时的方法，即把医疗设备的总值作为一个很大的指标，总认为医疗设备的总值越大，管理水平就越高，各类效益就越好，医院就越强，呈现出重购买轻管理的现象，致使部分设备不适合本地区常见病或不适合医院对该学科的需求，而使用率下降或闲置损坏，造成对医疗设备资源的浪费。

管理没有跟上是造成设备浪费的原因；用科学的管理理论进行管理，明白不同的理论适合不同医疗系统的管理，注重理论和实践的结合，更重要的是加强创新观念的开发，和本地区医院及厂商进行适度沟通，利用灵活多变的形式进行开发利用，使医疗设备效能的发挥达到最大化。

2.3 加强人才培养，提高自身素质

生物医学工程人才的培养是本学科发展的关键。因此，在日常的工作中，我们要不断地加强人才队伍的建设，通过各种培训班、业务讲座、出国深造等途径，提高生物医学工程人才队伍的业务技能和外语水平。同时，通过调整人才梯队、整合岗位编制、聘请优秀人才等措施，以保持一支高素质、高水平的生物医学工程人才队伍。

2.4 健全各项制度，提高学科地位

在提高生物医学工程人才队伍自身素养的同时，要形成重视临床医学工程学科的大环境：国家有关部门应尽快建立〃医学工程师法”规范临床医学工程机构的名称，明确界定医学工程人员的职责范围，制定科学的、合理的人员编制，并制定相应的技能培训、考核以及职称晋升、聘任等相关制度；要建立一个良好的激励机制，对生物医学工程师的权利、义务和奖惩做出明确的规定；同时还要关注生物医学工程师的科研成果、技术革新和工作业绩，以稳定生物医学工程队伍，提高和发展我国的生物医学工程学科，促进医学现代化发展。

2.5 开展生物医学工程的临床研究，走医工结合的发展创新之路

这里所说的医工结合之路有两方面的含义，其一，应使生物医学工程技术人员具备较深厚的工程学和医学两方面的基础理论知识，因为生物医学工程学科是连结医学与工程学之间的桥梁，若"两岸〃基础不扎实则桥本身也不会牢靠。其二，在平时的工作上应注重与临床医生的交流和沟通，注重工程和医学这两个学科之间的交叉和渗透。现代医学科学发展到今天，医学与工程学之间的关系就如同舟与水之间的关系一样，没有"工程之水” “医学之舟"将寸步难行，只有二者有机地结合，才能成为一个和谐的整体。

医院中的生物医学工程是一个以设备保障为基础，面向临床提供工程支援服务的专业。工程人员要充分利用传统与现代传媒加强工程信息的交流，既可使工程人员掌握各种现代卫生手段，反过来也可促使医院工程人员为病人及医护人员提供更多更新的工程信息知识。充分发挥医院工程人员的专业特长，加强工程人员在充分沟通临床医疗工作中的作用。

生物医学工程科仅以引进设备为主不足以发挥自身作用，应积极研究开发临床疗效好而市场没有的常规设备，有超前发展的意识，使本科向服务于临床、服务于科研的方向发展，为临床提供治疗、诊断的新手段。以临床使用设备为基础，从设备使用人员入手，询问不合理因素，对其进行创新和改进；也可结合临床开展专科新设备的研究，改善常用设备，启用新技术，进行设备经济效益和社会效益的研究，以治疗和诊断效果为最终目的，与临床合作，在开发研制新设备中会有新发现新进展新突破。

总之，生物医学工程是综合运用现代工程技术研究成果、解决医学上有关问题的一门新兴学科，是工程技术渗透到生命科学领域、深入到医学中的一门边缘交叉学科，已成为医学发展日益强大的推动力。而医学的发展，反过来又促进生物医学工程学科的发展。二者之间已构成了相互依赖、相互促进的依存关系。所以，要取得科研成果，必须以维修为基础，以科研为主导，走理工医全面发展的道路。只有这样，才能促其巩固和发展，才能占有本身应具有的学术地位，才能促进生物医学工程学科的发展和创新。

3.结束语

生物医学工程学进展范文第2篇

符合生物医学工程学科学生认知规律。生物医学工程学科交叉性强，知识体系更新快，专业课教学难度大。任务驱动型教学模式，符合人类认知过程中的从“平衡”到“不平衡”再到新“平衡”的认知过程。新任、新目标的提出打破了学生已有知识体系的“平衡”，通过解决问题的过程，使学生不断学习新知识，建立新的知识体系平衡。通过系列由易到难、循序渐进的“任务”，培养学生清晰的思路、方法和知识的脉络，不断提升培养分析问题、解决问题以及处理信息的能力。有利于调动学生的主动性。任务驱动型教学以建构理论为基础，强调以学生为中心对知识进行主动探究，而教师在教学中发挥组织者和指导者的作用，这种教学模式的目的在于充分发挥学生的主动性和创造性。生物医学工程专业课程理论性、交叉性较强，学生在学习过程中常会出现倦怠和畏难情绪，而任务驱动型教学法，要求教师将授课内容具体化为一个个实际的任务，学生在接到“任务”后，由被动学习转化为主动解决问题的状态。通过查阅资料、探索解决问题的途径，学生在教学过程中始终处于积极主动的状态中，可极大提高学生的学习效率。强化学生的体验感和成就感。以学生为主体的教学强调学生自主实践，亲自动手解决问题。教师在课堂中将相对抽象化的理论知识转化为系列具体任务，学生在完成“任务”和实现“目标”的同时，必须亲自动手实践和验证新理论，这有助于提高对枯燥、复杂的专业课理论理解的深度，这种亲自经历形成的知识体系比直接被教师告知而获得的更具实际意义。此外，学生在亲历实践解决问题的同时，也会提升自主探索和互动协作意识，在完成既定任务的同时也会获得成就感，可以极大地激发学生的求知欲，形成一个快乐学习的良性教学循环。

2生物医学工程专业课教学中任务驱动型课堂教学设计

2．1紧贴教学大纲进行任务设计教学的最终目的是使学生对知识的深度和广度的掌握达到相应标准要求。任务驱动型教学中任务的设计是关键，通过系统的“任务链”的设计，使学生在学习知识的过程中层层深入，因此在生物医学工程专业课教学中要紧扣教学大纲进行任务设计。教师需要根据教学内容进行总任务、章节任务、课题任务等大小不同任务的设计，而且要根据教学重点和难点对任务的难度进行量化。只有紧贴教学大纲，紧扣培养目标，在任务设计中才能相互关联，具有统一的目标指向，而且每一任务都以前面的任务为基础或出发点，后面的任务依属于前面的任务，这样，每一课或每一教学单元的任务系列构成一列教学阶梯。

2．2结合学科新进展进行任务设计生物医学工程属新型交叉学科，学科知识更新快。这要求教师在对教材现有内容准确传授的同时，补充专业领域内新知识和新进展，并将这些新知识和新进展结合教学目标，转化成新的“任务”。与学科新进展紧密结合，可以避免“任务”内容设计陈旧，可以使学生在完成任务的同时，通过查阅资料主动了解目前的学科进展和前沿，培养学生的科研兴趣和探索未知领域的科学意识。

2．3结合实际应用需求进行任务设计在教学过程中以实际应用需求为例进行引导，是一种生动形象的教学方法。同样在任务驱动型教学中，将任务的设计与实际应用需求紧密结合，可以给学生提供一种更为真实和现实的场景。通过任务设计创造出接近真实的场景，可以提升学生对任务的兴趣，而且也是一种理论与实践相结合的最好体现。例如，可以将教研室中的科研项目或医院中的一些现实需求，与教学内容有机结合，指导学生把所学的知识灵活运用到这些“实际任务”中，解决现实问题，提高学生的应用能力、实践能力。

3任务驱动型教学方法实施中应注意的问题

对教师的素养提出更高的要求。任务驱动型教学法中教师的角色是教学过程的组织者和引导者，要求教师具有丰富的理论和实践经验。为了使任务设计体现专业课程的系统性以及学科发展的前沿性，教师应不断提升自身的素养，提高教学水平，增强自己驾驭任务教学的能力。这就要求教师一方面注意不断补充新知识，更新完善自己的知识结构，另一方面要提升自身的科研或应用实践水平。只有教师的素养提高了，才能使任务驱动型教学更加生动。任务设计要注重趣味性。任务驱动型教学法的目的是通过任务的驱动，增加学生自主学习的兴趣和意识，所以在任务的设计中要紧贴大纲，考虑学生的认知能力和现有知识结构，尽量不要设计那些让学生有负重感的任务，任务设计的难度要以大部分学生能完成为原则。同时为激发学生的学习热情，任务的设计要具有趣味性和多样化，首先是任务内容自身的趣味性，其次可以通过组织形式，如师生互动、分组比赛、一题多解等方式增加任务的趣味性。

任务设计要难易适宜。学习是一个循序渐进的过程，在进行任务设计时考虑所涉及知识点的难易度、连贯性。过于简单的任务不能激发学生的潜能，过于复杂的任务则会打击学生的自信心。其次考虑到每个学生的基础和能力也有不同，所以在任务分配时可以考虑分组实施，最大程度地调动每个学生的积极性，让学生尝试成功的体验。生物医学工程专业课程具有知识连贯性和交叉性强的特点，教师在教学设计时更需要将抽象的理论知识进行具体化和应用化分解，将每个分配给学生的“任务”变得具有可操作性和可实现性。任务完成后要定期评价。评价和总结是提升和促进教学的关键，任务驱动型教学在学生完成任务后，要对每个“作品”进行评价。评价时侧重于实践过程和知识应用能力的点评，不需要太重视结果的表现形式。这样的评价和总结重点在于帮助学生提升分析问题和应用知识解决问题的能力，这对学生而言是一次再学习的过程，也是一次激励的过程。如果缺少这一环节，任务驱动型教学就会变得有头无尾，学生在任务完成后就会降低积极性和驱动力。

4结语

生物医学工程学进展范文第3篇

E120 南京信息工程大学学报

G058 南京医科大学学报自然科学版

R008 南京邮电大学学报自然科学版

G059 南京中医药大学学报自然科学版

A008 南开大学学报自然科学版

W590 南水北调与水利科技

G288 脑与神经疾病杂志

G662 内科急危重症杂志

G523 内科理论与实践

E104 内陆地震

A026 内蒙古大学学报自然科学版

A111 内蒙古师范大学学报自然科学汉文版

G513 内蒙古医科大学学报

P004 内燃机学报

W002 泥沙研究

U504 酿酒科技

A110 宁夏大学学报自然科学版

G665 宁夏医科大学学报

H071 农产品质量与安全

* H105 农学学报

T034 农药

T924 农药科学与管理

H404 农药学学报

H279 农业工程学报

Z008 农业环境科学学报

H773 农业环境与发展

H278 农业机械学报

H286 农业生物技术学报

H222 农业现代化研究

V032 暖通空调

H219 排灌机械工程学报

U602 皮革科学与工程

U604 皮革与化工

G759 齐鲁医学杂志

N041 起重运输机械

E021 气候变化研究进展

E361 气候与环境研究

E352 气象

E566 气象科技

E359 气象科学

E001 气象学报

* E521 气象与环境科学

E633 气象与环境学报

X532 汽车安全与节能学报

X018 汽车工程

X013 汽车技术

P001 汽轮机技术

G595 器官移植

Y009 强度与环境

C007 强激光与粒子束

X021 桥梁建设

U018 青岛大学学报工程技术版

G061 青岛大学医学院学报

T012 青岛科技大学学报自然科学版

H267 青岛农业大学学报自然科学版

U535 轻工机械

J001 清华大学学报自然科学版

W020 情报学报

S106 全球科技经济瞭望

CODE 期刊名称

D002 燃料化学学报

P011 燃烧科学与技术

E563 热带地理

E642 热带海洋学报

H516 热带农业科学

E110 热带气象学报

H415 热带生物学报

G609 热带医学杂志

H223 热带作物学报

T105 热固性树脂

N071 热加工工艺

C134 热科学与技术

R501 热力发电

P006 热能动力工程

T013 人工晶体学报

N106 人类工效学

F041 人类学学报

G805 人民军医

T070 日用化学工业

H097 乳业科学与技术

S011 软件学报

N029 与密封

R086 三峡大学学报自然科学版

D012 色谱

H382 森林工程

E635 沙漠与绿洲气象

H070 山地农业生物学报

E101 山地学报

G742 山东大学耳鼻喉眼学报

J022 山东大学学报工学版

A020 山东大学学报理学版

G062 山东大学学报医学版

V012 山东建筑大学学报

A637 山东科学

H031 山东农业大学学报自然科学版

H804 山东农业科学

A057 山东师范大学学报自然科学版

G511 山东医药

G063 山东中医药大学学报

G574 山东中医杂志

A014 山西大学学报自然科学版

H393 山西农业大学学报自然科学版

H390 山西农业科学

G064 山西医科大学学报

* G923 山西医药杂志

R072 陕西电力

U025 陕西科技大学学报自然科学版

H217 陕西农业科学

A066 陕西师范大学学报自然科学版

G630 陕西医学杂志

G725 陕西中医

V088 上海城市规划

A056 上海大学学报自然科学版

U528 上海纺织科技

W023 上海管理科学

X038 上海海事大学学报

H292 上海海洋大学学报

G330 上海护理

X006 上海交通大学学报

H022 上海交通大学学报农业科学版

CODE 期刊名称

G066 上海交通大学学报医学版

M021 上海金属

G343 上海精神医学

G283 上海口腔医学

J031 上海理工大学学报

H282 上海农业学报

A043 上海师范大学学报自然科学版

G069 上海医学

G946 上海中医药大学学报

G389 上海中医药杂志

A515 深圳大学学报理工版

G329 神经疾病与精神卫生

G070 神经解剖学杂志

G319 神经损伤与功能重建

J052 沈阳工业大学学报

V011 沈阳建筑大学学报自然科学版

H024 沈阳农业大学学报

G071 沈阳药科大学学报

G202 肾脏病与透析肾移植杂志

F203 生理科学进展

F001 生理学报

F042 生命的化学

F215 生命科学

F046 生命科学研究

Z034 生态毒理学报

H784 生态环境学报

S784 生态经济

Z014 生态学报

Z028 生态学杂志

Z023 生态与农村环境学报

F049 生物多样性

F003 生物工程学报

G401 生物骨科材料与临床研究

F016 生物化学与生物物理进展

* F205 生物技术通报

F224 生物技术通讯

F204 生物加工过程

F012 生物物理学报

F213 生物学杂志

G006 生物医学工程学杂志

G332 生物医学工程研究

G603 生物医学工程与临床

G624 生殖医学杂志

G072 生殖与避孕

C033 声学技术

C054 声学学报

E302 湿地科学

E636 湿地科学与管理

A615 石河子大学学报自然科学版

T933 石化技术与应用

X042 石家庄铁道大学学报自然科学版

生物医学工程学进展范文第4篇

摘要：数字信号处理(DSP)系统由于受运算速度的限制，其实时性在相当的时间内远不如模拟信号处理系统。从80年代至今的十多年中，DSP芯片在运算速度、运算精度、制造工艺、芯片成本、体积、工作电压、重量和功耗方面取得了划时代的发展，开发工具和手段不断完善。DSP芯片有着非常快的运算速度，使许多基于DSP芯片的实时数字信号处理系统得以实现。目前，DSP芯片已应用在通信、自动控制、航天航空及医疗领域，取得了相当的成果。在载人航天领域，基于DSP芯片的技术具有广阔的应用前景。

The Development and Applications of Digital Signal Processing(DSP)-chip

Abstract:Due to the limitation of operation speed，real time performance of digital signal processing (DSP) system is far from that of analog signal processing system in decades ago. Since early 80’s，DSP chips have been greatly improved in the following aspects: operation speed，computation precision，fabrication technics，cost，chip volume，operational power supply voltage，weight and power consumption. Furthermore，development tools and methods have been developed greatly. Modern DSP chips can be operated very fast，which make the implementation of many DSP based signal processing system possible. Now DSP chips have been widely applied successfully in communication，automatic control，aerospace and medicine. DSP based technology has very promising future in manned space flight area.

Key words:digital signal processing(DSP);chip;development;application

数字信号处理作为信号和信息处理的一个分支学科，已渗透到科学研究、技术开发、工业生产、国防和国民经济的各个领域，取得了丰硕的成果。对信号在时域及变换域的特性进行分析、处理，能使我们对信号的特性和本质有更清楚的认识和理解，得到我们需要的信号形式，提高信息的利用程度，进而在更广和更深层次上获取信息。数字信号处理系统的优越性表现为：1.灵活性好：当处理方法和参数发生变化时，处理系统只需通过改变软件设计以适应相应的变化。2.精度高：信号处理系统可以通过A/D变换的位数、处理器的字长和适当的算法满足精度要求。3.可靠性好：处理系统受环境温度、湿度，噪声及电磁场的干扰所造成的影响较小。4.可大规模集成：随着半导体集成电路技术的发展，数字电路的集成度可以作得很高，具有体积小、功耗小、产品一致性好等优点。

然而，数字信号处理系统由于受到运算速度的限制，其实时性在相当长的时间内远不如模拟信号处理系统，使得数字信号处理系统的应用受到了极大的限制和制约。自70年代末80年代初DSP(数字信号处理)芯片诞生以来，这种情况得到了极大的改善。DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合进行数字信号处理运算的微处理器。DSP芯片的出现和发展，促进数字信号处理技术的提高，许多新系统、新算法应运而生，其应用领域不断拓展。目前，DSP芯片已广泛应用于通信、自动控制、航天航空、军事、医疗等领域。

DSP芯片的发展

70年代末80年代初，AMI公司的S2811芯片，Intel公司的2902芯片的诞生标志着DSP芯片的开端。随着半导体集成电路的飞速发展，高速实时数字信号处理技术的要求和数字信号处理应用领域的不断延伸，在80年代初至今的十几年中，DSP芯片取得了划时代的发展。从运算速度看，MAC（乘法并累加）时间已从80年代的400 ns降低到40 ns以下，数据处理能力提高了几十倍。MIPS（每秒执行百万条指令）从80年代初的5MIPS增加到现在的40 MIPS以上。DSP芯片内部关键部件乘法器从80年代初的占模片区的40%左右下降到小于5%，片内RAM增加了一个数量级以上。从制造工艺看，80年代初采用4μm的NMOS工艺而现在则采用亚微米CMOS工艺，DSP芯片的引脚数目从80年代初最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增多使得芯片应用的灵活性增加，使外部存储器的扩展和各个处理器间的通信更为方便。和早期的DSP芯片相比，现在的DSP芯片有浮点和定点两种数据格式，浮点DSP芯片能进行浮点运算，使运算精度极大提高。DSP芯片的成本、体积、工作电压、重量和功耗较早期的DSP芯片有了很大程度的下降。在DSP开发系统方面，软件和硬件开发工具不断完善。目前某些芯片具有相应的集成开发环境，它支持断点的设置和程序存储器、数据存储器和DMA的访问及程序的单部运行和跟踪等，并可以采用高级语言编程，有些厂家和一些软件开发商为DSP应用软件的开发准备了通用的函数库及各种算法子程序和各种接口程序，这使得应用软件开发更为方便，开发时间大大缩短，因而提高了产品开发的效率。

目前各厂商生产的DSP芯片有：TI公司的TMS320系列、AD公司的ADSP系列、AT&T公司的DSPX系列、Motolora公司的MC系列、Zoran公司的ZR系列、Inmos公司的IMSA系列、NEC公司的PD系列等。

通用DSP芯片的特点

1. 在一个周期内可完成一次乘法和一次累加。

2. 采用哈佛结构，程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。

3. 片内有快速RAM，通常可以通过独立的数据总线在两块中同时访问。

4. 具有低开销或无开销循环及跳转硬件支持。

5. 快速中断处理和硬件I/O支持。

6. 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

7. 可以并行执行多个操作。

8. 支持流水线操作，取指、译码和执行等操作可以重叠进行。

DSP芯片的应用

随着DSP芯片性能的不断改善，用DSP芯片构造数字信号处理系统作信号的实时处理已成为当今和未来数字信号处理技术发展的一个热点。随着各个DSP芯片生产厂家研制的投入，DSP芯片的生产技术不断更新，产量增大，成本和售价大幅度下降，这使得DSP芯片应用的范围不断扩大，现在DSP芯片的应用遍及电子学及与其相关的各个领域。

典型应用　(1)通用信号处理：卷积，相关，FFT，Hilbert变换，自适应滤波，谱分析，波形生成等。(2)通信：高速调制/解调器，编/译码器，自适应均衡器，仿真，蜂房网移动电话，回声/噪声对消，传真，电话会议，扩频通信，数据加密和压缩等。(3)语音信号处理：语音识别，语音合成，文字变声音，语音矢量编码等。(4)图形图像信号处理：二、三维图形变换及处理，机器人视觉，电子地图，图像增强与识别，图像压缩和传输，动画，桌面出版系统等。(5)自动控制：机器人控制，发动机控制，自动驾驶，声控等。(6)仪器仪表：函数发生，数据采集，航空风洞测试等。(7)消费电子：数字电视，数字声乐合成，玩具与游戏，数字应答机等。

在医学电子学方面的应用　 如同其它数字图像处理一样，DSP芯片已在医学图像处理，医学图像重构等领域，如CT、核磁成象技术等方面得到了广泛的应用，已取得了令人满意的效果。在助听，电子耳涡等方面也取得了相当的进展(文献［1，2］)。国内、外也有关于脑电、心电、心音和肌电信号处理方面基于DSP芯片系统的报道(文献［4～7］)，我们对1996年以前国外生物医学工程的部分核心期刊，如IEEE Transactions on Biomedical Engineering，Computers and Biomedical Research等核心期刊进行检索，有关基于DSP芯片处理系统的报道很少。对国内生物医学工程的核心期刊，如《中国医疗器械杂志》、《中国生物医学工程杂志》、《生物医学工程学杂志》和《中国生物医学工程学报》等刊物进行检索，未见有关基于DSP芯片系统方面的报道。对我所的光盘数据库进行检索，未见有关在航天医学方面应用的报告。

我们认为在生理信号处理领域基于DSP芯片的技术可以解决我们在实际工作中遇到的某些问题，如当生理信号数据量很大(如脑电，肌电等)且处理算法相对复杂时，现有的微机在实时采样、处理、存储和显示方面往往不能满足实际应用要求，而基于DSP芯片的高速处理单元和微机构成主从系统可以较好地解决这类问题。

载人航天领域中信号传输带宽的限制需要对生理数据进行实时压缩；大型实验中对庞大的数据进行实时处理依赖于数字处理系统的构成；载人航天中对数据处理精度，可靠性要求以及功耗、工作电压、体积、重量等方面的限制需要我们在构造处理系统中选择性能优良的芯片。我们认为将DSP技术应用于载人航天领域具有十分重要的意义。

结束语

以DSP芯片为核心构造的数字信号处理系统，可集数据采集、传输、存储和高速实时处理为一体，能充分体现数字信号处理系统的优越性，能很好地满足载人航天领域设备测量精度、可靠性、信道带宽、功耗、工作电压和重量等方面的要求。目前，DSP芯片正在向高性能、高集成化及低成本的方向发展，各种各类通用及专用的新型DSP芯片在不断推出，应用技术和开发手段在不断完善。这样为实时数字信号处理的应用——尤其是在载人航天领域中的应用提供了更为广阔的空间。我们有理由相信，DSP芯片进一步的发展和应用将会对载人航天信号处理领域产生深远的影响。

［参考文献］

［1］　李小华，李雪琳，徐俊荣.基于DSP的数字助听器的研究.95年生物电子学［C］，医学传感器等联合学术会议文集，北京，1995:438～439

［2］　候　刚，徐俊荣.用于植入式多道电子耳涡的一种数字实时语音特征分析系统的研究［M］.生物医学工程前沿，合肥：中国科技大学出版社，1993：471～476

［3］　邱澄宇，何宏彬.用于心电信号数据压缩的数字信号处理器［M］.生物医学工程前沿，合肥：中国科技大学出版社，1993：463～466

［4］　Vijaya Krishna G，Prasad SS，Patil KM. A New DSP-Based Multichannel EMG Acquisition and Analysis System［J］.Computers And Biomedical Reserch，1996，29：395～406

生物医学工程学进展范文第5篇

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