基于归一化模板匹配算法的动作电位检测IC

作     者：庞勋 姚镭 PANG Xun;YAO Lei

作者机构：上海大学微电子学院上海200444 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFB3200600) 

出 版 物：《现代电子技术》 (Modern Electronics Technique)

年 卷 期：2024年第47卷第2期

页      码：1-6页

摘      要：针对多通道神经元动作电位(AP)信号采集硬件系统中,前端采集IC因电极阻抗、应用环境、系统功耗以及系统面积等因素而导致原始信号信噪比较低的问题,设计一种基于归一化模板匹配算法的AP信号检测IC。该检测IC基于模板匹配算法,并引入信号归一化以去除冗余信息。为确保芯片的实时性并降低功耗,芯片整体采用三级流水线结构,各个模块间插入门控时钟,同时可通过SPI总线配置更新其工作状态。在SMIC 180 nm数字工艺下,裸片面积为0.98 mm^(2),配置模板信息时功耗为701μW,完全工作时功耗为8.07 mW,且采用QFN48封装形式。测试结果表明,所设计的AP信号检测IC具有较好的抗噪性能,可用于信噪比较低的环境来降低信号传输带宽,即使在-10 dB信噪比环境下,评价模型综合性能的F1-Score仍可达到94.65%。

主 题 词：动作电位检测 IC设计 模板匹配算法 信号归一化 抗噪性能 检测芯片测试 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

D　O　I：10.16652/j.issn.1004‐373x.2024.02.001

馆 藏 号：203125367...