رویکردی برای کاهش داده در سیستم های ثبت جند کاناله عصبی قابل کاشت در بدن

در این رساله یک رویکرد فشرده سازی سیگنال های عصبی مبتنی بر تبدیل های whtو dct پیشنهاد می شود. بر مبنای این رویکرد، دو سامانه فشرده سازی داده های عصبی برای استفاده در سامانه های ثبت چند کاناله عصبی قابل کاشت در بدن طراحی و پیاده سازی شده است. کارایی روش پیشنهادی روی سیگنال های عصبی واقعی و همچنین سیگنال های عصبی سنتز شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. این روش قادر است نرخ فشرده سازی حدود 70 ( 70 برابر کاهش داده) ارائه کند در حالی که خطای نرمالیزه rms سیگنال-بازسازی شده بعد از فشرده سازی حدود 5% است. مسائل و ملاحظات فشرده سازی سیگنال های عصبی با استفاده از این روش، از دیدگاه پردازش سیگنال به طور کامل مطالعه شده است. یک سامانه 128 کاناله فشرده سازی داده های عصبی مبتنی بر wht طراحی و پیاده سازی شده است. این طراحی با استفاده از تکنولوژی 65nm cmos سنتز شده و شبیه سازی بعد از طرح بندی با لحاظ کردن تاخیر ها و همچنین نرخ فعالیت سویچینگ گره های مدار انجام شده است. این سامانه در ولتاژ تغذیه1.2v توان 59.2µw را مصرف می کند و اندازه سطح آن 0.29mm2 است. یک نسخه 64 کاناله از این طراحی برای ساخت ارسال شده است. تکنیک کاهش ولتاژ تغذیه تا زیر ولتاژ آستانه به منظور کاهش توان مصرفی به کار گرفته شده و با کاهش ولتاژ تغذیه از 1.2v به 0.5v توان مصرفی حدود 80% کاهش یافته است. بر مبنای روش فشرده سازی مبتنی بر dct، یک پردازشگر 128 کاناله سیگنال های عصبی طراحی و پیاده سازی شده است. این پردازشگر علاوه بر فشرده سازی سیگنال های عصبی، داده های فشرده شده تمام کانال ها را به صورت یک رشته بیت سریال آماده می کند. پردازشگر طراحی شده قادر است در شرایط فعالیت همزمان همه کانال ها با نرخ آتش کردن 70spike/s بدون از دست رفتن پتانسیل های عمل یا بوجود آمدن تاخیر اضافی، همه آنها را پشتیبانی کند. این پردازشگر با استفاده از تکنولوژی 65nm cmos سنتز شده و دارای مساحت 0.455mm2 با توان مصرفی 33.06µw در ولتاژ تغذیه 1.2v است. پایین بودن توان مصرفی و همچنین ابعاد طراحی های انجام شده در این رساله آنها را برای استفاده در سامانه های ثبت چندکاناله عصبی قابل کاشت در بدن مناسب می کند.