论文摘要：多通道矩阵结构脑神经信号处理集成化设计

        植入式脑-机接口(Invasive Brain-Machine Interface)BMI通过记录大脑皮层神经活动信号，结合信号处理技术，获得神经活动信号与实际运动及意识之间的映射关系，在大脑与外界之间建立信息交流与控制通道。脑神经信号的检测与采集是植入式脑-机接口技术中重要而又极富挑战的关键技术。目前的植入式脑-机接口系统在多通道脑神经信号检测和采集的并行实时处理上仍然没有切实可行的成熟系统。因此，对于如何完成植入式脑-机接口脑神经信号实时并行处理这个问题进行深入的研究,具有重要的理论意义和实用价值。

        本文设计了多通道矩阵结构脑神经信号处理系统，它包括脑神经信号检测模块和脑神经信号采集模块。由于植入式脑神经信号处理集成芯片的散热会对大脑皮层造成损伤，在设计多通道脑神经信号处理系统时，低功耗、小面积的要求格外重要，同时脑神经信号还具有微弱性、低信噪比等特点。本文讨论了针对可植入式集成芯片的低功耗、低噪声设计方法，确定了对脑神经信号的实时多通道处理方案，实现了低功耗、结构简单的脑神经信号检测电路的集成化设计，脑神经信号检测模块整体功耗为61.2μw，远远小于单个通道植入式集成芯片1mW的功耗上限。引入的相关双采样方法，有效地降低了脑神经信号采集电路的低频噪声，解决了多通道传输互扰的问题，本文还设计了具有高阶温度补偿高电源电压抑制比的带隙基准电路，从而实现基准电压和基准电流的片内集成。整个系统均围绕低噪声、低功耗的设计要求来完成，以满足医学植入的要求。

        本文中的所有电路基于Chartered 0.35μm工艺下，完成了各个单元电路的设计、仿真以及版图设计，经过仿真显示系统性能基本可以满足设计要求。

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