[发明专利]一种生物传感器平台芯片及集成方法

权利要求书

1.一种生物传感器平台芯片，其特征在于：包括独立多通道输入接口、低噪前置放大电路(Low-Noise-Preamplifier)、多路通道选择电路(Multiplexer)、模数转换电路(Analogto Digital Converter，ADC)、逻辑控制电路(Digital Controller)、内部存储电路(Memory)、无线数据收发器电路(Wireless Transceiver)、无线供电电路(Wireless PowerRecovery)；本平台芯片将上述电路模块通过大规模集成电路的方式集成在一块芯片上，从而为各种不同类型的生物传感器提供一个统一的平台和接口,所述生物传感器的输出通道与此平台芯片的独立多通道输入接口进行连接，通过低噪前置放大电路生成与每个通道采集的微电信号成比例的“放大信号”，通过多路通道选择电路选择每一路通道的“放大信号”，将其传递给模数转换电路，通过模数转换电路按照逻辑控制电路所提供的采样率将“放大信号”转换成数字信号并存储于内部存储电路，将内部存储电路中的数字信号通过芯片提供的逻辑控制电路及无线数据收发器电路有序地发送到外部设备进行分析和显示，并存储到外部设备的数据存储器。

2.根据权利要求1所述的生物传感器平台芯片，其特征在于：采用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductors)技术设计制造。

3.根据权利要求1所述的生物传感器平台芯片，其特征在于：所述独立多通道输入接口拥有数量大于一百的独立的输入通道，可用于采集不同生物样本，或采集不同区域的样本。

4.根据权利要求1所述的生物传感器平台芯片，其特征在于：所述多路通道选择电路在所述逻辑控制电路的控制下，针对不同的应用只会选择所需要用到的通道；即本平台芯片所拥有的高密度通道并不一定全部都会被使用，在不同的应用中将会有不同数量的通道被闲置；芯片对通道的选择是通过接收外部设备的命令和配置信息来进行设置。

5.根据权利要求1所述的生物传感器平台芯片，其特征在于：所述模数转换电路根据所述逻辑控制电路所提供的时序和命令有序地将多个采集通道的样本转换为数字信号；此模数转换电路应具有较大动态输入范围以满足不同传感器的规格需求。

6.根据权利要求1或5所述的生物传感器平台芯片，其特征在于：所述模数转换电路的采样率有合理的较大的动态选择范围，可以通过外部命令发送配置信息为不同的通道设置不同的采样率。

7.根据权利要求1所述的生物传感器平台芯片，其特征在于：所述逻辑控制电路负责多路通道选择电路对通道的选择和时序控制；负责模数转换电路采样频率的设置；负责从内部存储器中对数据的读取与打包处理；负责与无线数据收发器电路的通讯；逻辑控制电路除按正常模式有序的依次收集所用到的输入通道的样本之外，还可以通过发送命令对任意输入通道进行任意时长的开关控制。

8.根据权利要求1所述的生物传感器平台芯片，其特征在于：所述内部存储电路将各个通道转换得到的数字信号进行暂时存储；此设计可以使多路通道选择电路和模数转换电路以较快速率采样，但芯片可以以较低的数据率来发送数据到外部设备。

9.根据权利要求1所述的生物传感器平台芯片，其特征在于：所述无线数据收发器电路将根据需要，使用不同传输频率和协议：作为植入式产品可以采用医疗植入通讯服务频段(Medical Implant Communication Service Band，MICS)或者电感耦合方式(InductiveCoupling)与采取相同协议的外部设备对接；作为非植入式产品，可以采取IEEE 802.11协议或蓝牙技术与外部智能设备直接通讯。