视觉假体高阶调制解调系统VLSI优化设计

杨 媛,彭 凯,吕 磊,高 勇

(西安理工大学电子工程系,西安710048)

视觉假体高阶调制解调系统VLSI优化设计

杨 媛,彭 凯,吕 磊,高 勇

(西安理工大学电子工程系,西安710048)

视觉假体中无线能量传输效率和无线数据传输速率随着信号载频频率增大而减小。为此,提出将16DAPSK高阶调制解调技术应用于视觉假体中。分析16DAPSK在视觉假体中的应用优势,给出16DAPSK超大规模集成电路(VLSI)算法和硬件结构。结合滤波器系数对称、简化的RAG算法图等实现电路的VLSI优化设计。基于DE4平台完成系统硬件验证、数据传输速率、能量传输效率分析与实验。结果表明,系统工作正确,采用16DAPSK技术可简化电路解调硬件结构,解决信道延迟的不定性问题,提高视觉假体应用的可靠性。VLSI优化后的硬件资源减少57%,体积减小,提高了视觉假体临床应用的可行性。较传统低阶调制技术,16DAPSK高阶调制在较高的数据传输速率下,载波频率的降低提高了能量传输效率,解决了能量与数据传输效率矛盾的问题。

16DAPSK技术;视觉假体;超大规模集成电路;光幻视;能量效率

1 概述

科技的发展让整个世界变得日新月异,也给一些曾经不可治愈的疾患病人带来了福音。心脏起搏器、人工耳蜗、人工关节等无一不是科技进步的见证。然而,如何使盲人恢复部分视觉功能仍是一个极具挑战性的问题。采用视觉假体帮助盲人患者产生视觉感受是目前国内外学者正在研究的热点问题之一,目前已取得了很多阶段性研究成果[1-2]。视觉假体利用多数盲人往往只有部分视觉通路发生病变,而其余部分神经组织的结构和功能尚完好的特点,对视觉通路的完好部位施加特定的人工电刺激,来兴奋神经细胞,模拟自然光刺激的效果,使盲人产生视觉感受[3]。……