面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的存算一体芯片在医疗可穿戴设备中的心电异常检测.doc

更新时间：2026-09-17 08:48:40 大小：38K 上传用户：潇潇江南查看TA发布的资源 标签：存算一体芯片模拟计算阵列心电异常检测医疗可穿戴设备 ECG信号处理 下载积分：2分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的存算一体芯片在医疗可穿戴设备中的心电异常检测

摘要

心电异常检测是医疗可穿戴设备的核心功能，需要实时分析心电图（ECG）信号，识别心律失常、心肌缺血等异常状态。传统方案使用MCU对ECG信号进行数字信号处理，功耗在1-5mW，且需要频繁将数据传输到云端进行AI分析，带来了隐私和延迟问题。本文针对医疗可穿戴设备的需求，设计了一种面向存算一体芯片的ECG异常检测方案，通过感存算一体架构直接在芯片上完成ECG信号采集、特征提取和分类，检测精度达到98.5%，功耗仅为0.2mW，支持CR2032纽扣电池连续工作超过1个月。

一、ECG异常检测的计算需求

1.1 ECG信号特征

ECG信号是微弱的心脏电生理信号，幅度为0.5-4mV，频率范围为0.05-100Hz。ECG信号的典型特征包括P波、QRS波群和T波，这些波形的形态和时序变化反映了心脏的生理状态。心律失常的检测需要分析ECG信号的时序特征——如RR间期、QRS宽度和ST段形态等。

1.2 可穿戴设备的设计约束

医疗可穿戴设备（如智能手表、贴片式心电监测仪）对芯片的设计约束包括：超低功耗——设备通常使用CR2032纽扣电池（容量约220mAh），要求芯片功耗低于1mW，支持连续工作1个月以上。实时性——ECG异常需要实时检测，从信号采集到告警输出的延迟必须小于1秒。隐私保护——ECG信号包含个人健康信息，应在本地完成分析，避免将原始数据传输到云端。

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