← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2011第5期Digital Circuits0.35μmNeural Network Accelerator
A Battery-Powered Activity-Dependent Intracortical Microstimulation IC for Brain
本文介绍了一种电池供电的实时脑内微刺激系统芯片，用于将神经信号转换为电刺激。
AMS 0.35μm CMOS, 1.5V, 94.5μA
脑内微刺激系统芯片低噪声放大器电池供电实时处理
▸创新点1：实时神经信号转换电刺激 - 该系统实现了从神经信号检测到电刺激输出的实时闭环处理，采用5.9μW 10-bit SAR ADC和12.4μW数字脉冲鉴别处理器，实现了94.5μA可编程恒流刺激输出，响应延迟低于毫秒级。
▸创新点2：低噪声放大器设计 - 采用创新LNA拓扑结构，在0.35μm CMOS工艺下实现3.12μV输入噪声和2.68的噪声效率因子(NEF)，通过理论分析证明该结构可实现最低2.33的NEF。
▸创新点3：单电池供电系统集成 - 创新性地集成DC-DC升压转换器，将1.5V电池电压提升至5.05V以驱动刺激后端，同时整合偏置电路、时钟生成和433MHz FSK发射器，实现完全自主工作。
▸创新点4：多通道可扩展架构 - 采用模块化设计，包含两个相同的4通道处理模块，并分析了通道数增加时的面积和功耗优化策略，为未来高密度神经接口提供解决方案。
Abstract
This paper describes an activity-dependent intracor-
tical microstimulation (ICMS) system-on-chip (SoC) that converts
extracellular neural spikes recorded from one brain region to
electrical stimuli delivered to another brain region in real time
in vivo . The 10.9-mm
/50SoC incorporates two identical 4-channel
modules, each comprising an analog recording front-end with
total input noise voltage of 3.12
V/114/109/115and noise efficiency factor
(NEF) of 2.68, 5.9-
W 10-bit successive approximation