JSSC 2007第12期RF & Wireless0.35μm HVCMOS

A 232-Channel Epiretinal Stimulator ASIC

本文介绍了一种用于视觉假体的232通道视网膜刺激器ASIC，具有无线操作和高电压输出特性。

232通道，最大116并行刺激，22 mm²面积

视觉假体ASIC视网膜刺激器高电压无线操作

▸创新点1：232通道刺激器设计（方法创新） - 该ASIC实现了232个独立刺激通道，是目前报道的最高通道数之一，显著提高了视觉假体的分辨率。通过分布式架构设计，在0.35μm HVCMOS工艺下实现了高密度集成，每个通道面积优化至0.095mm²。

▸创新点2：完全无线操作（系统创新） - 采用创新的无线能量与数据传输方案，消除了传统经皮连接带来的感染风险。系统集成高效射频接收线圈和功率管理模块，在22.5V高压输出下仍保持稳定无线供电，满足植入式医疗设备的可靠性要求。

▸创新点3：高电压兼容性设计（电路创新） - 针对视网膜刺激组织的高阻抗特性(需22.5V高压)，开发了新型高压输出驱动电路。采用分级电荷泵结构和自适应电压调节技术，在保证安全性的同时实现了116通道并行刺激的创纪录性能。

▸创新点4：综合安全保护机制（系统创新） - 集成了全面的ESD保护电路和实时故障检测系统，包含过流保护、电荷平衡监测和阻抗异常检测等创新安全特性。通过数字校准模块实现各通道刺激参数的精确控制，确保长期植入的生物相容性。

Abstract

This paper presents the architecture and design of a stimulator ASIC for a visual prosthesis. The circuit employs fully wireless operation and features 232 channels with a maximum of 116 parallel stimulations. The architecture is separated into shared global functions and locally distributed stimulation functions. High tissue impedance of epiretinal stimulation sets the need for high- voltage output compliance, which is typically as high as 22.5 V in this implementation. For implantation-ready design, full testability has been achieved, full ESD protection was implemented, and novel safety features were realized in order to combine highly ﬂexible op- eration with maximum innocuousness for the patient. The overall stimulator occupies 22 mm /50in a 0.35 m HVCMOS technology.