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JSSC 2023第10期Analog Circuits180nm

A 1984-Pixels 126 nWPixel Retinal Prosthesis Chip With Time-Domain In-Pixel Imag

一款1984像素视网膜假体芯片，采用时域像素内图像处理技术，显著降低功耗。
180 nm CMOS, 1.26 nW/pixel
视网膜假体时域处理低功耗双极刺激图像处理
▸创新点1：时域图像处理算法（方法创新） - 提出了一种高效的时域图像处理算法，能够生成边缘提取刺激信号，显著降低刺激功耗，相比前代技术功耗降低44.7倍。
▸创新点2：基于漏电流的脉冲宽度比较器（电路创新） - 设计了一种新型的漏电流脉冲宽度比较器（PWC）及其控制方案，实现了面积和功耗高效的时间域处理，优化了像素级电路性能。
▸创新点3：双极刺激局部返回技术（系统创新） - 采用双极刺激局部返回技术，有效减少了图像分散，提升了刺激信号的局部聚焦能力，从而改善了视网膜假体的成像质量。
▸创新点4：序列控制方案（系统创新） - 通过创新的序列控制方案，实现了使用1024个电极产生1984个刺激点，显著提高了刺激点的密度和分辨率。
Abstract
This article presents a 1984-pixel retinal prosthesis (RP) chip with time-domain in-pixel image processing. The proposed time-domain image processing (TDIP) algorithm effi- ciently generates the edge-extracted stimulation and significantly reduces the stimulus power consumption. For the area- and power-efficient time-domain processing, a leakage current-based pulsewidth comparator (PWC) and its control scheme are also proposed. The proposed RP chip adopts the bipolar stimulation- based local ret