基于SOPC的動態(tài)腦電系統(tǒng)的研制.pdf

1、腦電檢測是了解腦功能狀況、輔助診斷腦疾病、評估各種治療方法的重要手段。利用常規(guī)腦電設(shè)備進行檢測,由于時間和環(huán)境的限制,往往得不到有確切意義的結(jié)果。為此，人們一直致力于在非醫(yī)院環(huán)境中進行長程腦電檢測的動態(tài)腦電系統(tǒng)(AEEG)的研制工作。SOPC系統(tǒng)是一種基于FPGA的靈活、高效的SOC 解決方案，是一種軟硬件協(xié)同設(shè)計的系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。它將處理器、存儲器、I/O 口等系統(tǒng)設(shè)計需要的功能模塊集成到一個可編程器件上，構(gòu)成一個可編程的片上系統(tǒng)。SO

2、PC 是未來半導體的發(fā)展趨勢。本論文設(shè)計了一個基于SOPC的腦電信號采集系統(tǒng)。由頭皮電極采集腦電信號，并對其進行放大、濾波等預處理，再經(jīng)過一個多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。為了完成各項控制、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)存儲，我們定制了一個SOPC系統(tǒng)。最終將處理過的數(shù)據(jù)保存在SD 卡中供計算機進一步分析。本系統(tǒng)的硬件平臺為DE2 開發(fā)板，軟件部分以Nios Ⅱ軟核處理器為核心。功能模塊以IP核的形式添加到系統(tǒng)中，Altera為大部分通用接口

3、提供了IP核，因此開發(fā)周期短，調(diào)試方便，體現(xiàn)了SOPC的靈活高效優(yōu)勢。該設(shè)計主要從以下四個方面展開。對頭皮電極采集的腦電信號進行了放大、濾波等預處理，以便開展后續(xù)的數(shù)字處理和存儲工作。其二，利用SOPC 開發(fā)工具實現(xiàn)了對模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的控制，編制了相應(yīng)的硬件描述語言程序。其三，利用Matlab/DSPBuilder 進行DSP模塊的設(shè)計，實現(xiàn)基于Nios Ⅱ32 位CPU 核的腦電信號數(shù)字FIR 濾波器功能。其四，進行了FPGA 外圍接口