基于FPGA和真实数据集的128通道神经信号模拟器设计与实现

在神经工程研究领域,神经信号模拟器用于验证神经解码算法和脑机接口系统的性能,设计实现一种基于FPGA和上位机的128通道神经信号模拟器。上位机负责生成神经信号和常用典型信号(如正弦波、三角波、方波)数据集,通过USB接口发送给下位机转换成模拟信号输出。其中,USB实际通信速率需大于7.68 MB/s,使用USB控制器芯片CY7C68013A结合FPGA实现这一功能。下位机最终实现的基本参数如下:128通道、30 k SPS采样率、±10 m V幅值输出范围、12位DAC分辨率。使用业内应用最广泛的神经信号采集系统,对模拟器产生的信号进行分析,得到采集设备与模拟器的整体信噪比为75 d B。该模拟器具有可编辑性强、通道数易拓展、噪声小等优点,可应用于神经信号采集系统的性能测试、神经科学研究、脑机接口等领域。

基于eMMC的128路数据采集系统设计

针对水下模拟船舱相关参数的高速多次采集存储任务,设计了一种基于eMMC的多通道数据采集系统。该系统以FPGA为主控芯片,控制8个通道模拟多路复用开关和8个AD转换器来实现128路信号同时采集。与传统采集系统相比,该系统以eMMC为存储单元,解决了传统的以Flash为存储模块的复杂的坏块检测与系统管理等问题。试验证明,128路数据采集存储系统的误差可控制在0.1%范围内,能够确保已存的数据可靠、有效。