적응형 델타 및 펄스 주파수 인코딩을 갖춘 32채널 이벤트 기반 생체 신호 아날로그 프론트 엔드
요약
본 논문은 생의학 신호 획득 및 인코딩에 최적화된 이벤트 기반 아날로그 프론트 엔드(AFE) ASIC을 제시합니다. 이 칩은 적응형 비동기 델타 변조기(aADM)와 펄스 주파수 변조(PFM)를 결합한 이중 모드 인코딩 메커니즘을 갖추고 있습니다. 이를 통해 저전력으로 높은 데이터 압축률의 신경 신호 처리가 가능하며, BCI 및 SNN 프로세서와의 호환성을 제공합니다.
핵심 포인트
- 생체 신호 획득에 최적화된 이벤트 기반 AFE ASIC을 제안함.
- aADM과 PFM 이중 모드 인코딩으로 저전력 고압축률 구현.
- 신경 신호의 적응형 무선 통신 경로를 열어 BCI에 활용 가능.
- 180 nm CMOS 공정 기반으로 SNN 프로세서와 호환됨.
저전력 이벤트 기반 아날로그 프론트 엔드(AFE)는 효율적인 종단 간 신경모방 신호 처리 시스템 구축에 필수적입니다. 본 논문에서는 생의학 신호 획득 및 인코딩에 최적화된 이벤트 기반 AFE 응용 특정 집적 회로(ASIC)를 제시합니다. 이 칩은 펄스 주파수 변조(PFM)와 적응형 비동기 델타 변조기(aADM) 회로를 포함하는 이중 모드 인코딩 메커니즘 출력을 갖춘 32개의 독립적으로 프로그래밍 가능한 입력 채널을 특징으로 합니다. aADM 인코더는 입력 신호 엔벨로프에 따라 인코딩 데이터 전송률을 실시간으로 적응시키는 자동 스케일링 메커니즘을 제공하여, 저전력 정보 전송을 위한 매우 높은 데이터 압축률을 구현합니다. 이러한 접근 방식은 뇌-컴퓨터 인터페이스에서 온라인 처리를 위한 신경 신호의 적응형 무선 통신 길을 열어줍니다. 180 nm CMOS 공정으로 제작된 본 ASIC은 최첨단 스파이킹 신경망(SNN) 신경모방 프로세서와 호환되는 고도로 구성 가능한 인터페이스를 제공합니다.
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