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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人形机器人中的实时运动控制与感知融合.d
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生物医学信号处理中的实时分析
摘要
生物医学信号（如心电ECG、脑电EEG、肌电EMG）的实时分析在疾病诊断和健康监测中具有重要意义。传统方案使用MCU+DSP处理生物医学信号，功耗高、延迟大。本文针对生物医学信号的实时分析需求，设计了一种面向存算一体芯片的实时信号处理方案，通过存算一体阵列加速生物医学信号的滤波、特征提取和分类，支持ECG心律失常检测、EEG癫痫检测和EMG手势识别，芯片功耗仅为0.1mW，为可穿戴医疗设备提供了高能效的实时生物医学信号分析解决方案。
一、生物医学信号处理的需求
1.1 多通道信号
ECG通常需要12通道，EEG需要8-32通道，EMG需要4-8通道。多通道信号需要并行处理，计算量约为1-10MOPS。
1.2 实时性要求
生物医学信号的实时分析需要在10ms内完成，以便及时检测异常（如心律失常、癫痫发作）。
二、存算一体生物医学信号处理方案
2.1 模拟域滤波
在存算一体芯片中，生物医学信号的带通滤波和陷波滤波在模拟域完成，无需ADC转换。模拟域滤波器的功耗为0.01mW。
2.2 存内特征提取与分类
特征提取模型（如小波变换）和分类模型（轻量级CNN）在存算阵列中实现。ECG心律失常检测的功耗为0.05mW，延迟为5ms。
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