PPS消息傳送：簡(jiǎn)化醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)

　　一款電子醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和上市準(zhǔn)備可能比擁有同等技術(shù)復(fù)雜度的消費(fèi)級(jí)設(shè)備要花費(fèi)更多的時(shí)間、努力和成本。除了一般的開(kāi)發(fā)和審批需求，醫(yī)療器械還有嚴(yán)格的功能安全和認(rèn)證要求。這些要求都意味著醫(yī)療器械擁有嚴(yán)格定義和管理的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和審批環(huán)境，并需要對(duì)功能安全進(jìn)行廣泛和精細(xì)的驗(yàn)證。

　　當(dāng)然，醫(yī)療器械在上市之前必須得到產(chǎn)品銷售地和使用地主管當(dāng)局的相關(guān)認(rèn)證，比如：FDA 510（k）上市前通告、醫(yī)療器械指令（MDD）和其他國(guó)際和國(guó)家機(jī)構(gòu)頒發(fā)的認(rèn)證。

　　本文描述了醫(yī)療數(shù)據(jù)聚合器和發(fā)布者（QNX公司醫(yī)療演示）中的PPS消息傳送。QNX醫(yī)療演示（MD）在便攜式演示應(yīng)用中整合了血壓計(jì)、肺活量計(jì)、脈搏氧飽和度儀、心電圖和胰島素泵。這些設(shè)備連接至QNX康體佳互通性管理器上，并利用QNX PPS消息傳送與Qt HMI進(jìn)行通信。PPS也為遠(yuǎn)程管理器提供了消息傳送服務(wù)，以確保與基于云的數(shù)據(jù)庫(kù)和便攜式平板電腦之間進(jìn)行安全互聯(lián)網(wǎng)通信。由于帶有PPS消息傳送功能的系統(tǒng)可以簡(jiǎn)易地整合不同的組件，我們可以得出結(jié)論：PPS消息傳送功能非常適用于像QNX MD應(yīng)用之類的系統(tǒng)。

　　圖1：QNX MD演示

　　異步消息傳送

　　異步消息已眾所周知并得到廣泛應(yīng)用，這里不再贅述。它是很多系統(tǒng)可選的解決方案，但其一些特性使它難以成為需要集成大量器件和軟件的系統(tǒng)的理想解決方案。

　　圖2：采用異步消息傳送，進(jìn)程無(wú)須等待目標(biāo)接收進(jìn)程的回復(fù)

　　對(duì)于復(fù)雜醫(yī)療設(shè)備的消息傳送模式，值得注意的是，異步消息傳送是一個(gè)低端的解決方案——它將錯(cuò)誤處理、端到端語(yǔ)義和緩沖管理等負(fù)擔(dān)推高至應(yīng)用程序級(jí)。因此，架構(gòu)師在設(shè)計(jì)采用異步消息傳送模式的系統(tǒng)時(shí)，必須開(kāi)發(fā)一個(gè)或多個(gè)協(xié)議，以確保在所有應(yīng)用中消息傳送正確進(jìn)行，因?yàn)樗鼈儽仨毐ＷC這些應(yīng)用程序在高負(fù)載條件下能夠獲得足夠的內(nèi)存分配用于消息緩沖。

　　在簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中，完成這些任務(wù)可能不太費(fèi)勁，但對(duì)于設(shè)計(jì)或升級(jí)復(fù)雜的系統(tǒng)，這些任務(wù)可能構(gòu)成艱巨的挑戰(zhàn)。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，它們給應(yīng)用程序級(jí)或者應(yīng)用開(kāi)發(fā)流程帶來(lái)的復(fù)雜操作不僅會(huì)影響設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)進(jìn)程，也會(huì)影響設(shè)備的審批，進(jìn)而影響設(shè)備認(rèn)證。

　　發(fā)送/接收/回復(fù)

　　發(fā)送/接收/回復(fù)（或者同步）消息傳送不如異步消息傳送那樣常見(jiàn)。它的重要性主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)環(huán)境中——許多進(jìn)程必須先響應(yīng)其消息后才能繼續(xù)運(yùn)行。此外，與異步消息傳送不同的是，采用發(fā)送/接收/回復(fù)消息傳送時(shí)，系統(tǒng)框架會(huì)承受處理消息傳送錯(cuò)誤和消息緩沖的負(fù)擔(dān)。

　　每個(gè)服務(wù)器都與其客戶端直接通信，而且必須知道如何響應(yīng)所有的客戶端消息。

　　同步消息傳送密切聯(lián)系著發(fā)送方和接收方，因此，更改一個(gè)軟件組件可能需要更改其他的軟件組件，這不僅延緩或阻礙了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，還加劇了系統(tǒng)的脆弱性。

　　圖3：采用同步消息傳送，進(jìn)程阻塞直到它接收到從目標(biāo)接收進(jìn)程發(fā)出的回復(fù)

　　總之，如果采用發(fā)送/接收/回復(fù)消息傳送，當(dāng)系統(tǒng)不斷擴(kuò)展并增加不同組件時(shí)，系統(tǒng)的復(fù)雜性會(huì)迅速加劇，變得不堪一擊，因此很難在確保性能和對(duì)醫(yī)療器械來(lái)說(shuō)極為重要的可靠性的同時(shí)進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。