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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智能穿戴设备中的连续健康监测.docx
资料介绍
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智能穿戴设备中的连续健康监测
摘要
智能穿戴设备需要连续监测用户的多种生理参数,包括心率、血氧饱和度、血压和皮肤温度,同时保持超低功耗以支持长时间续航。传统方案使用多个传感器芯片和MCU,系统功耗高、体积大,难以满足紧凑型穿戴设备的设计要求。本文针对智能穿戴设备的连续健康监测需求,设计了一种面向存算一体芯片的多参数健康监测方案,通过感存算一体架构同时采集和处理PPG、ECG和温度传感器信号,实现心率、血氧、血压和体温的连续监测,芯片功耗仅为0.05mW,支持CR2032纽扣电池连续工作6个月以上。
一、智能穿戴健康监测的需求
1.1 多参数监测
现代智能穿戴设备需要监测多种生理参数:心率——通过PPG(光电体积描记)信号计算心率;血氧饱和度——通过红光和红外光的PPG信号计算SpO2;血压——通过PPG信号的特征分析估算血压;皮肤温度——通过温度传感器采集。多参数监测需要同时处理多个传感器通道的数据,计算量较大。
1.2 超低功耗
智能穿戴设备的电池容量通常为50-200mAh,要求芯片的功耗在微瓦到毫瓦级别。连续健康监测模式下,芯片的平均功耗必须低于0.1mW,才能支持设备在纽扣电池下连续工作数月至一年。传统方案使用MCU+蓝牙SoC,功耗通常在1-5mW,无法满足超长续航要求。
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