导　　师： 吴朝晖

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 脑电信号采集对癫痫等神经疾病的病理研究、病症诊断、手术定位具有重要作用。传统上的脑电采集设备研发重点是提高通道数量和采样精度。目前,脑电采集设备的研究重点发生了较大变化:逐步提高信号采样率研究脑电高频振荡信号;通过无线传输技术使脑电采集设备变成可植入的,移动的和穿戴的;集成一些信号识别的算法,减少人工的分析和判断。这三个方面都将对功耗带来挑战,所以迫切需要发展低功耗技术。目前典型的脑电采集系统可分为三个部分,模拟前端,数字控制及数据处理电路和无线发射机。其中数字控制及数据处理电路可用专用集成电路(ASIC)或微控制器实现。本文提出低功耗策略,适用于基于微控制器的数字控制及数据处理电路。该策略主要分为三个方面。第一,改良的多路开关切换模式,双循环转换模式。该模式能够让小部分通道分配较高的采样率,其余大部分通道分配较低的采样率,这样可以深入研究这小部分通道脑电信号的生理学特征,其余大部分通道脑电信号仍处于一般的监测状态,最终达到降低脑电采集系统对带宽的需求。采集测试中,双循环转换模式在采样率较低的条件下,能完好地记录波形。在中等参数下,双循环转换模式估计功耗比连续转换模式减少约33%。第二,优化DMA的功能,提高硬件对多通道脑电采集系统数据传输能力。首先增加DMA与数据存储器的快速通道,减少50%或100%DMA访问数据存储器造成的处理器等待周期。其次增加DMA通道数据筛选功能,即利用DMA从包含多个通道的数据块中快速筛选出某一个通道的数据,消耗时钟数量大约变为软件操作的1/8。第三,实现基于生理信号检测的软硬件结合反馈控制结构。首先检测有效信号的活跃程度并反馈到生理信号检测模块,然后软件根据情况动态调节微控制器的工作状态及AD

关 键 词： 低功耗 脑电信号 微控制器

领　　域： []