当前在各种先进的信息通信技术的驱动下，医疗行业已呈现出信息化、移动化、智能化的发展趋势。特别是 5G 通信技术的落地应用推动了智慧医疗行业的 蓬勃发展，涌现出大量基于 5G 技术的医疗健康应用与服务，进一步融合了 5G 、 物联网与大数据等先进信息技术，促进传统医疗服务向数字化、信息化、智慧化转型升级已成为行业研究与应用热点。其中，移动远程医疗场景作为智慧医疗体系中的重要应用领域，有效利用 5G 移动通信网络的技术优势，能够实现影像和生理体征等大量医疗异构数据的移动化采集与高速实时传输。由此，本文基于高 性能国产处理器，研究设计了一种融合 5G 通信技术的移动医用终端，并完成终端上医疗影像、检测等数据采集与传输应用软件开发。

本论文的主要研究工作及内容如下：

1. 研究分析了 5G 通信技术与移动医疗深度融合及其应用研究的发展现状与 趋势。根据移动医疗救护的实际应用场景与技术需求，对 5G 医用终端的功能与 技术指标进行了研究分析，选用高性能国产 RK3399Pro 处理器，在此基础上给出了 5G 医用终端系统软硬件总体方案，主要完成终端的 5G 网络接入、异构设备数据采集以及高清视频传输等功能设计。

2. 基于 Cadence 电路设计软件平台完成 5G 医用终端功能电路与整机系统原图设计。终端硬件平台主要包括以 RK3399Pro 处理器核心、配备 4GB 的 LPDDR4 内存模块、64GB 的 eMMC 存储模块、电源管理模块的核心主板，以及包含 5G 通 讯模块、Wi-Fi 模块、网口模块、显示模块、电源模块、通用串行外设接口的通 信接口板。然后，完成了 12 层的核心主板与 4 层的通信接口板的 PCB 版图设计， 并完成了 5G 医用终端硬件加工制作。

3. 在终端硬件实物完成的基础上，建立 RK3399Pro 处理器的 64 位 ARM 交叉 编译环境，移植了 U-Boot 、 Linux 内核、 Ubuntu 根文件系统以及相应的设备驱动， 然后基于 Ffmpeg 和 I/O 多路复用机制，完成 5G 医用终端数据采集传输的应用程 序设计开发，最后对基于高性能国产处理器的 5G 医用终端功能模块与整机系统进行了功能测试与应用验证。

作为 5G 技术重要垂直应用领域之一，自从 5G 通信技术问世以来， 5G 技术 不断在各行业落地应用，5G 技术改善医疗行业一直就是研究的热点。通过 5G 技 术将现有的医疗资源发挥更大的作用，将医疗服务不再因为地理位置而受到限制。 关于 5G 与医疗健康的研究主要包括 5G 智慧医疗系统架构、 5G 与医疗物联网技术的结合以及移动环境下的 5G 医疗健康技术。根据 5G 时代智慧医疗健康白皮书 [4] 总结出的基于 5G 的智慧医疗系统结构如图 1-1 所示，总体上可分为医疗资

源层、数据采集层、网络层、平台层以及应用层。

 

现代的智能终端设备中，双倍速率同步动态随机存储器（ Double Data Rate SDRAM， DDR ）属于标配器件，系统应用程序的运行离不开 DDR 。在相同的硬 件条件下，内存越大，系统性能更高。RK3399Pro 宏观上可看作由 CPU 部分 RK3399 与独立的 NPU 运算单元组成，并且 NPU 部分可配置独立的 2GB LPDDR3 内存，用于加快各种智能算法的运算速度。因此，为了更好地提高终端性能， DDR 器件选用第三代低功耗双数据速率内存（ Low Power Double Data Rate 3 ，

LPDDR3 ）、第四代低功耗双数据速率内存（ Low Power Double Data Rate 4 ， LPDDR4）器件。

对于终端存储功能的需求，设计中提供两种存储方式，其一现代的移动终端 设备（手机、平板）中常使用嵌入式媒体卡 [39] （ Embedded Multi Media Card ， eMMC）。并且 eMMC 在嵌入式系统中，作为存储设备，起到硬盘一样的作用， 用于存储系统镜像、引导操作系统启动。另一种方式为 SD 卡外置存储，对于需 要存储的大容量数据，可配备外置的高速存储卡。 eMMC 中包含 NAND Flash 控制器和 NAND Flash 存储介质。 NAND Flash 由内部控制器管理，它管理 ECC 、磨损平整和坏块管理。 eMMC 控制器对复杂的NAND Flash 管理提供的标准的集成封装，SOC 通过 NAND Flash 控制器访问 NAND Flash，完成数据读写操作。经过封装后的接口模块，可通过简单的连接关 系至 SOC 。 eMMC 与 SOC 之间的工作关系如图 3-3 所示。