[发明专利]生物信号处理器

说明书

本发明实施方式涉及半导体集成电路以及计算机技术领域，公开了一种生物信号处理器，包括：可重构核心阵列、信号接口和控制器；所述信号接口用于接收生物电信号；所述控制器用于选通所述可重构核心阵列中第一预设比例的可重构核心，运行低功耗神经网络对所述生物电信号进行监测，在根据所述生物电信号监测到预设结果出现的概率大于预设阈值时，选通所述可重构核心阵列中第二预设比例的可重构核心，运行高精度神经网络对所述生物电信号进行检测，其中，第一预设比例小于所述第二预设比例。本发明实施方式提供的生物信号处理器，可直接应用于癫痫患者，实现对癫痫的及时检测。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路及计算机技术领域，特别涉及一种生物信号处理器。

背景技术

癫痫是一种常见的脑部疾病，全球约1％的人口受到该疾病的影响而无法正常生活。当癫痫发作时，癫痫患者出现意识不清、运动障碍、植物神经和精神紊乱，需要及时进行有效救治；若处理不当或处理手段不当，常危及癫痫患者生命，因此，需要对癫痫发作进行及时诊断、事先干预以及积极治疗。

图1(a)是癫痫诊治示意图，图1(b)示出了癫痫发作过程神经信号的示意图。从图1(b)中可以看出，癫痫发作时一般分为三个阶段：发作之间(从正常即将转为发作)、发作之前和发作。虽然可以通过对发作队段进行检测来判断是否发生癫痫，但这样检测具有严重的滞后性，无法做到防患于未然。虽然可以使用神经网络来预测癫痫以做到防患于未然，但是神经网络的参数量巨大且计算复杂，使得预测设备的功耗较高，而癫痫发作的概率很低，需要预测设备保持长时间的监测，即需要预测设备长时间保持在一个较低的功耗，才能使得预测设备直接应用于癫痫患者。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种生物信号处理器，可以直接应用于癫痫患者，实现对癫痫的及时检测。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种生物信号处理器，包括：可重构核心阵列、信号接口和控制器；所述信号接口用于接收生物电信号；所述控制器用于选通所述可重构核心阵列中第一预设比例的可重构核心，运行低功耗神经网络对所述生物电信号进行监测，在根据所述生物电信号监测到预设结果出现的概率大于预设阈值时，选通所述可重构核心阵列中第二预设比例的可重构核心，运行高精度神经网络对所述生物电信号进行检测，其中，第一预设比例小于所述第二预设比例。

本发明实施方式相对于相关技术而言，本发明实施方式提供的生物信号处理器，通过在监测时选通第一预设比例(较少)的可重构核心运行低功耗神经网络对生物电信号进行监测，在根据所述生物电信号监测到预设结果出现的概率大于预设阈值时，选通第二预设比例(较多)的可重构核心运行高精度神经网络对生物电信号进行检测。由于低功耗神经网络运行时生物信号处理器可以处于功耗较低的模式，从而可以实现对癫痫长时间的监测；在根据生物电信号监测癫痫(预设结果)出现的概率大于预设阈值时，使用高精度神经网络对癫痫进行预测，可以排除误报，提高预测精度；且由于高精度神经网络只有在监测到可能发生癫痫时才运行，因此生物信号处理器的平均功耗可以维持在一个较低水平，从而使生物信号处理器可以直接应用于癫痫患者，实现对癫痫的及时检测。

另外，所述可重构核心阵列中每一可重构核心包括若干个一维或二维排列的可重构处理单元。

另外，所述可重构处理单元包括两个N比特ALU、若干个多路选择器和寄存器。

另外，所述控制器还用于通过所述多路选择器对所述可重构处理单元进行不同个数的选通。通过选通多路选择器，可以选通不同个数的可重构处理单元，从而可以根据实际需要实现不同算力的需求。

另外，相邻所述可重构处理单元可组合为4N位宽的ALU，以实现不同数据位宽的乘法和累加。