【摘 要】
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近年来,由于全球人口老龄化加剧、人们生活水平不断的提高以及偏远地区对医疗服务需求的增加等因素正促使着传统医疗方式的变革,移动性和实时监护处理已经逐步成为影响医疗电
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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近年来,由于全球人口老龄化加剧、人们生活水平不断的提高以及偏远地区对医疗服务需求的增加等因素正促使着传统医疗方式的变革,移动性和实时监护处理已经逐步成为影响医疗电子产业的关键技术。医学信号处理器芯片(医芯)正是为了提高医疗设备的移动性和实时监护处理能力而展开研究与设计的。
存储管理模块作为医芯的关键模块之一,对芯片的实时处理能力起到了至关重要的最用。目前,广泛使用的存储管理技术是虚拟存储管理技术,但由于虚拟存储管理对系统的实时性影响比较大,而医学信号处理器芯片对系统实时性要求比较高,就此本文提出一种可以为医学信号处理芯片提供高实时性保障的存储管理IP——静态存储管理IP。它完全兼容AMBA2.0 AHB总线,具有结构简单、最多可支持8个64M的静态存储器、可编程控制以及进行不同数据宽度的Burst传输等特点。设计采用结构完全并行、时序完全同步的状态机设计思想。本论文设计的静态存储管理IP分为两大部分:ROM、SRAM的存储管理部分和Flash的存储管理部分。其中ROM、SRAM的存储管理部分完成已处理生理信号的实时高效存储,以保障医芯实时连续的处理能力;Flash存储管理部分完成数据的掉电存储,以保证数据在断电时不遗失以及方便日后查看监护过程的相关控制信息。本论文中,在静态存储管理IP的功能、结构、时序,状态机的设计等方面都做了比较详尽的介绍。
本设计采用veirlog HDL对静态存储管理IP进行RTL级描述,在ModelSim中进仿真,利用synopsys和cadence公司的EAD工具进行设计实现,包括综合、静态时序分析、形式验证和后端物理设计等流程。本设计最终采用SMIC0.18COMS工艺进行流片,医芯面积为5mm*3.3mm,测试表明静态存储管理IP工作正常,它完成一次存储器访问最多需要2个时钟延时,最少可以达到0延时传输。
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