1.一種用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路,其特征在于,所述輸入模塊(1)包含16路spi引擎(11)、16個單路數(shù)據(jù)fifo緩沖器(12)、一個輪詢模塊(13)、一個公用數(shù)據(jù)fifo緩沖器(14)以及一個取出模塊(15),來自每一個串行外設(shè)接口的腦電信號通過對應的spi引擎(11)完成串行數(shù)據(jù)到并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換后送入單路數(shù)據(jù)fifo緩沖器(12)緩沖,并由輪詢模塊(13)從各個16個單路數(shù)據(jù)fifo緩沖器(12)輪流取出緩沖的腦電信號后送入公用數(shù)據(jù)fifo緩沖器(14),并由取出模塊(15)將公用數(shù)據(jù)fifo緩沖器(14)中緩沖的16路腦電信號送入脈沖識別模塊(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路,其特征在于,所述spi引擎(11)的輸入為1位,輸出為16位,所述spi引擎(11)包括一個移位寄存器,每輸入1位信號會存儲在移位寄存器中,當移位寄存器存儲的數(shù)據(jù)達到16位時,將16位數(shù)據(jù)一次性輸出;每路spi引擎(11)通過時分復用tdm的方式處理16個通道的數(shù)據(jù),使得16路spi引擎(11)可總計處理256個通道的數(shù)據(jù)以實現(xiàn)高通量數(shù)據(jù)輸入,所述每一路spi引擎(11)后設(shè)有一個用于計算通道索引的第一循環(huán)移位寄存器(16),所述第一循環(huán)移位寄存器(16)的寬度為8位,且每一路spi引擎(11)的第一循環(huán)移位寄存器(16)的循環(huán)范圍不同,每當spi引擎(11)輸出有效信號時,第一循環(huán)移位寄存器(16)自加一次,并將16位的原始信號數(shù)據(jù)與第一循環(huán)移位寄存器(16)中的8位數(shù)據(jù)組合形成包含通道信息的24位數(shù)據(jù)輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路,其特征在于,還包括加速器接口(4)和微處理器(5),所述微處理器(5)通過加速器接口(4)與輸入模塊(1)相連以用于對輸入模塊(1)進行參數(shù)配置,所述參數(shù)配置包括路選配置和通道數(shù)的配置,所述路選配置用于選通指定的路數(shù),使得對應路的spi引擎(11)和單路數(shù)據(jù)fifo緩沖器(12)工作、且輪詢模塊(13)也會從對應路的單路數(shù)據(jù)fifo緩沖器(12)中取數(shù)據(jù);所述通道數(shù)的配置是指配置spi引擎(11)選通的通道以及第一循環(huán)移位寄存器(16)的通道索引的循環(huán)范圍,使得spi引擎(11)依次輸入選通的通道的輸入數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路,其特征在于,所述脈沖識別模塊(2)包括自動閾值檢測模塊(21),所述自動閾值檢測模塊(21)包括:第二循環(huán)移位寄存器(211),用于判斷當前通道的狀態(tài);最大值存儲器(212),用于分別存儲當前窗口的最大值;最小值存儲器(213),用于分別存儲當前窗口的最小值;部分和存儲器(214),用于分別存儲當前窗口的部分和;平均值存儲器(215),用于分別存儲上一個窗口的平均值;極差存儲器(216),用于分別存儲上一個窗口的極差;標準差參數(shù)存儲器(217),用于存儲計算標準差的參數(shù);計算處理單元,用于執(zhí)行數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)比較以及判斷當前的信號是否為脈沖信號;所述第二循環(huán)移位寄存器(211)共有三種狀態(tài),當寄存器值為0時,將當前輸入值存入最大值存儲器(212)、最小值存儲器(213)和部分和存儲器(214),并將寄存器值加1;當寄存器值在0到當前窗口寬度width之間時,從最大值存儲器(212)、最小值存儲器(213)和部分和存儲器(214)中取出最大值、最小值和部分和,更新后重新寫入,并將寄存器值加1;當寄存器值等于當前窗口寬度width時,計算極差和平均值,分別寫入極差存儲器(216)和平均值存儲器(215),并將寄存器值置為0;所述第二循環(huán)移位寄存器(211)、最大值存儲器(212)、最小值存儲器(213)、部分和存儲器(214)、平均值存儲器(215)以及極差存儲器(216)均與輸入通道索引直接相連,數(shù)據(jù)的讀寫由數(shù)據(jù)有效信號控制;所述標準差參數(shù)存儲器(217)的輸入包括當前窗口寬度width,數(shù)據(jù)的讀寫由數(shù)據(jù)有效信號控制,當有數(shù)據(jù)進入時,所述計算處理單元首先更新當前窗口的最大值、最小值以及部分和,并將上一個窗口的平均值和極差取出,然后利用極差和與窗口寬度有關(guān)的標準差參數(shù)相乘,得到一個近似的標準差,最后根據(jù)當前的輸入信號、平均值、近似標準差以及輸入的閾值因子p_value判斷當前的輸入信號是否為脈沖信號并輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路,其特征在于,所述脈沖識別模塊(2)還包括固定閾值檢測模塊(22),且自動閾值檢測模塊(21)和固定閾值檢測模塊(22)兩者的輸出端分別與一個受配置的工作模式控制的多路選擇器mux(23)的輸入端相連;所述固定閾值檢測模塊(22)包括一個比較器(221),所述比較器(221)的一個輸入為固定閾值,另一個輸出為輸入的腦電信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路,其特征在于,所述波形輸出模塊(3)包括:波形數(shù)據(jù)存儲器(31),用于存儲波形數(shù)據(jù);寫地址指針模塊(32),用于規(guī)定寫地址;脈沖計數(shù)器(33),用于計算波形采樣點數(shù)量;讀地址寄存器(34),用于保存寫地址指針模塊(32)的值,以便在讀取脈沖波形時找到波形的起始點;通道fifo(35),用于保存需要輸出波形的通道;所述波形數(shù)據(jù)存儲器(31)前端連接有寫端口以用于寫入輸入數(shù)據(jù),寫端口的寫地址由通道索引與寫地址指針模塊(32)的值之和決定,寫端口的寫使能由數(shù)據(jù)有效信號控制;所述寫地址指針模塊(32)為一個循環(huán)移位寄存器,寫地址有兩個范圍:0到length-1和length到2*length-1,其中l(wèi)ength為一個完整波形的采樣點數(shù),循環(huán)移位寄存器在完成一個通道的波形存儲后會在所述兩個范圍之間循環(huán);所述脈沖計數(shù)器(33)在接收到脈沖信號后,將計數(shù)器值設(shè)為2*length/3,每當輸入有效數(shù)據(jù)時,計數(shù)器值減1,且當計數(shù)器值減至0時,切換寫地址指針模塊(32)的循環(huán)范圍,并將當前寫地址指針模塊(32)的值保存到讀地址寄存器(34)中,同時將當前通道數(shù)輸出到通道fifo(35)中;所述通道fifo(35)的非空信號與波形數(shù)據(jù)存儲器(31)的讀使能信號相連,通道fifo(35)非空時根據(jù)通道fifo(35)的通道數(shù)和讀地址寄存器(34)的值從波形數(shù)據(jù)存儲器(31)中讀取波形數(shù)據(jù)并通過axi接口輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路,其特征在于,所述加速器接口(4)還分別與脈沖識別模塊(2)以及波形輸出模塊(3)相連以用于對脈沖識別模塊(2)以及波形輸出模塊(3)進行參數(shù)配置,包括:為脈沖識別模塊(2)的多路選擇器mux(23)配置工作模式以選擇自動閾值檢測模塊(21)或固定閾值檢測模塊(22)輸出,自動閾值檢測模塊(21)的寄存器中存儲的當前窗口寬度width,閾值因子p_value,以及固定閾值檢測模塊(22)中的固定閾值;為波形輸出模塊(3)配置輸入信號的采樣頻率,所述輸入信號的采樣頻率用于控制波形輸出時記錄波形的數(shù)據(jù)點的個數(shù)。
9.一種腦電信號檢測設(shè)備,其特征在于,包括檢測電極組件和神經(jīng)脈沖片上檢測電路,所述檢測電極組件包括多個通道的檢測電極,多個通道的檢測電極分別與神經(jīng)脈沖片上檢測電路的輸入端相連,所述神經(jīng)脈沖片上檢測電路為權(quán)利要求1~8中任意一項所述用于腦電信號的神經(jīng)脈沖片上檢測電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的腦電信號檢測設(shè)備,其特征在于,所述神經(jīng)脈沖片上檢測電路的輸出端連接有計算機設(shè)備。