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JSSC 2024第4期Image SensorsNeural Interface

A 1024-Channel 268-nWPixel 36 36 µm2 Channel Data-Compressive Neural Recording

一种1024通道数据压缩神经记录芯片,用于高带宽脑机接口。
1024-Channel, 268-nW/Pixel, 36×36 µm² Channel
神经记录脑机接口数据压缩高带宽单细胞分辨率
创新点1:有线或无损压缩数字化(电路创新)- 通过在数字化过程中引入有线或无损压缩技术,显著减少了数据传输量,避免了数据洪流和大规模数据移动,提升了系统效率。
创新点2:丢弃不需要的基线样本(方法创新)- 通过选择性丢弃神经信号中的基线样本,平均减少了146倍的数据输出率,同时保留了关键的尖峰样本,优化了数据存储和处理。
创新点3:脉冲位置记录阵列(系统创新)- 采用脉冲位置记录阵列技术,实现了高带宽脑机接口的单细胞分辨率记录,提升了系统的精确度和响应速度。
创新点4:低功耗设计(电路创新)- 每个像素的功耗仅为268纳瓦,整体芯片面积为36×36微米²,显著降低了能耗,延长了设备的使用时间。
Abstract
This article presents a data-compressive neu- ral recording IC for single-cell resolution high-bandwidth brain–computer interfaces (BCIs). The IC features wired- OR lossy compression during digitization, thus preventing data deluge and massive data movement. By discarding unwanted baseline samples of the neural signals, the output data rate is reduced by 146× on average while allowing the reconstruction of spike samples. The recording array consists of pulse-position Manuscript received 31 Augus