[发明专利]用于心电信号QRS波实时检测的ASIC芯片

摘要

本发明属于集成电路设计技术领域，具体为一种用于心电信号QRS波实时检测的ASIC芯片。本发明包括两个模块：FIR滤波器和QRS波检测。FIR滤波器采用循环迭代的方式实现，减小了芯片面积和功耗。QRS波检测主要包括极值点检测，过零点检测和动态阈值更新三个子模块。虚拟缓存空间的使用，减少了极值点检测模块的面积；以极值对的中点代替过零点，降低了算法复杂度和检测延时，保证了检测性能；动态阈值更新，使用简单的电路结构，提高了检测性能。本发明实现了QRS波的实时检测，满足低成本和低功耗的要求，能够较好的运用于心电信号监控系统中。

主权项

 一种用于心电信号QRS波实时检测的ASIC芯片，其特征在于由FIR滤波器和QRS波检测两个模块组成；输入心电信号位宽为12bits，其中，4bits整数，8bits小数；FIR滤波器系数位宽为16bits，其中，2bits整数，14bits小数，FIR滤波器模块读取心电信号和滤波器系数，通过14次迭代计算滤波器输出结果，送入QRS波检测模块，检测结果用1bit数表示：0表示该位置不是QRS波，1表示该位置是QRS波峰；其中：所述的FIR滤波器模块采用循环迭代的实现方式，滤波器的阶数为14，各系数采用16 bits定点数表示；其中，2 bits整数，14 bits小数；所述的QRS检测模块包括极值点检测、过零点检测和阈值动态更新三个子模块；其中：（a）极值点检测子模块，用于检测极值点：当某点的值大于正阈值或者小于负阈值时，比较当前点左右各90个点，如果当前点最大则为极大值，如果当前点最小则为极小值；该子模块使用虚拟内存，以减少模块面积；（b）过零点检测子模块，用于检测过零点：相邻的一个极大值点和一个极小值点称为一个极值对，当极值对的距离小于55时，极值对的中点对应过零点，也即为QRS波的位置；（c）阈值动态更新子模块，用于更新阈值：以1024点为一段，相邻4段的最大最小值取平均值，用该最大值平均值的9/32更新正阈值，用最小值平均值的9/32更新负阈值。