项目主要以FPGA为核心控制系统，通过三轴加速度传感器实时监测老人的运动状态，当老人发生跌倒后，在一定的时间内老人没有通过按键重置系统后，系统将通过GPS系统获取老人当前位置信息，通过GPRS系统呼叫紧急联系人，并且将位置信息通知短信形式发送给其紧急联系人。

Project Proposal

1. High-level project introduction and performance expectation

设计目的：中国面临人口老龄化的严峻形势，高龄化现象日益凸显，跌倒已成为老年人发病和死亡的重要原因之一，同未跌倒的老年人相比，跌倒的老年人不仅在身体健康和日常生活能力上有不同程度的下降，而且对他们的社会活动、精神与心理状态也有极大的影响。若不采取有效的监护措施，老年人因跌倒而产生的疾病负担将越来越重，因此如何实现老人的跌倒预警与实时监测成了一个非常重要的社会问题。

应用范围与目标用户：老年人与因中风等疾病易跌倒的人群

为什么选择这个FPGA：

50. 英特尔FPGA具有全新的芯片布局。

英特尔在芯片布局上做出了多个重要改变，简化了设计过程中的布局规划，消除了I/O单元对逻辑阵列带来的区隔，系统性能会得到提升，也会极大简化时序计算，并提升布局与放置的灵活性。

50. ALM微架构的优化设计

在微架构方面，对其中的ALM进行了设计优化，以进一步降低其传输延时。

50. 重新设计的布线架构

这样的简化设计使得它的整体布线架构更加简洁，也在很大程度上减少了交换节点MUX的输入，从而在保证布线灵活性的基础上，有效的降低容抗、并提升性能。

50. 新一代HyperFlex寄存器结构

引入了HyperFlex架构。就是在FPGA的布线网络上，加入很多名为Hyper-Register的小型寄存器，这样可把原本较长的时序路径分割成多个较短的路径，从而提升时钟频率。

2. Block Diagram

3. Expected sustainability results, projected resource savings

外形尽可能小。处理器的尺寸往往决定了整个节点的尺寸。功耗低而且支持睡眠模式，处理器功耗主要由于工作电压、运行时中、内部逻辑复杂度以及制作工艺决定。工作电压越高、运行时钟越快，其功耗也越大。睡眠模式直接关系到节点的生命周期长短。运行速度要尽可能快，这样系统能够在最短时间内完成必须完成的工作，从而快速进入睡眠状态，节省系统能源。有安全性保证，特别是在医疗护理的应用场合，一定要能够为安全存储和安全通信提供必要的硬件支持

4. Design Introduction

50. 跌倒检测节点模块

   选择芯片为MMA7260QT的三轴加速度传感器，由G-Cell来感知X，Y，Z的三周加速度，通过容压变换器，增益变化，滤波操作，温度补偿后，以电压的形式进行输出。G-Cell由支撑面板、检测质量快和一堆绕行轴组成。G-Cell光束形成两个背靠背的电容器，当产生加速度时，检测质量块会发生移动，偏离零加速度点，而导致两个电容器的距离发生变化，相应的电容的大小也发生变化。MMA7260QT的X，Y，Z三轴正交测量方向为矢量输出，其输出值和佩戴方位有关。

50. 位置信息模块

   位置信息是由北斗GPS模块组成，其主要的作用是通过串口连接FPGA然后获取当前精度、纬度、速度、UTC时间等信息，在FPGA通过数据选择器检测出佩戴者跌倒后，位置信息模块通过串口通信形式将当前位置信息发送给FPGA

50. 通信模块

   通信模块主要由HUAWEI MG323模块组成，主要功能是当检测到佩戴者跌倒后，在一定的时间内没有进行按键复位，则会对紧急联系人进行语音呼叫，并将获取到的位置信息发送给紧急联系人。

50. 其余模块

   其余模块由锂电池、按键、蜂鸣器组成，系统由5V锂电池进行供电，在检测到佩戴者跌倒后系统将启动独立看门狗程序，一定时间内老人没有通过按键来进行“喂狗”则蜂鸣器持续长鸣警报并且获取当前位置信息联系紧急联系人。

5. Functional description and implementation

项目主要以FPGA为核心控制系统，通过三轴加速度传感器实时监测老人的运动状态，当老人发生跌倒后，在一定的时间内老人没有通过按键重置系统后，系统将通过GPS系统获取老人当前位置信息，通过GPRS系统呼叫紧急联系人，并且将位置信息通知短信形式发送给其紧急联系人。

6. Performance metrics, performance to expectation

英特尔在芯片布局上简化了设计过程中的布局规划，消除了I/O单元对逻辑阵列带来的区隔，系统性能会得到提升，也会极大简化时序计算。与同类型的FPGA产品相比，英特尔FPGA逻辑结构性能功耗比提升了约2倍。第二代英特尔Hyperflex FPGA架构将性能的几何平均值提升了高达45%，或者将功耗降低了40%。相比于传统FPGA，英特尔FPGA支持如DDR5 SDARM和英特尔傲腾等先进的内存类型，更具有学习以及使用的价值。

7. Sustainability results, resource savings achieved

8. Conclusion