基于SoC FPGA的心电信号检测系统设计*

江培海， 黄启俊， 常　胜， 王　豪， 何　进

(武汉大学 物理科学与技术学院，湖北 武汉 430072)



基于SoC FPGA的心电信号检测系统设计*

江培海， 黄启俊， 常胜， 王豪， 何进

(武汉大学 物理科学与技术学院，湖北 武汉 430072)

摘要:设计实现了一种基于片上系统现场可编程门阵列(SoC FPGA)的心电信号(ECG)检测系统。系统通过具有高输入阻抗、高共模抑制比和低噪声的前置采集放大电路，实现心电信号的拾取和预处理。通过基于SoC FPGA的硬件平台和移植的嵌入式Linux开发环境的软硬协同设计方式，完成了心电信号的A/D转换、VGA显示、Micro SD卡数据存储和心电信号算法处理，能够对心电信号进行小波分析和QRS波检测，实现了对心电信号的采集、显示、存储和处理。

关键词：片上系统现场可编程门阵列； 心电信号； Linux； 小波分析； QRS波检测

0引言

心电信号(electrocardiogram，ECG) 能够客观反映心脏各部分的生理状况，也是用来诊断心脏疾病的主要依据，由于其具有易于检测和有较好直观性等特点，在临床医学中得到较为广泛的研究与应用[1,2]。自1906年,第一台心电图仪用于临床以来，各种形式的心电监护仪相继出现。传统的心电图检测仪器多以单片机、PC为核心设计，系统笨重、检测手段单一，不利于系统集成度的提高和小型化实现，或造成系统的使用不便[3]。由于可穿戴设备和移动医疗的兴起，心电监护仪正向小型化、便携式、智能化方向发展[4]。

本文设计了一种基于片上系统现场可编程门阵列(SoC FPGA)心电信号检测处理系统，通过A/D混合设计和软硬协同设计的方法，实现了心电信号检测系统。……