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"한국 반도체산업의 경쟁력"

IDEC에서 설계인력양성의 발판을 마련하겠습니다.

IP명 Implantable Neural Interface for Motor Transmission in Bionic Arm System with Body-Channel-Communication Circuit
Category Mixed Application Medical Device
실설계면적 5㎛ X 12㎛ 공급 전압 1.0, 1.8V
IP유형 Hard IP 동작속도 100MHz
검증단계 Silicon 참여공정 HM-1904
IP개요 1. 인체 삽입형 바이오닉 암에 필요한 온 칩 시스템을 구현한다.
해당 시스템에는 (1) 운동신경 신호 기록을 위한 회로, (2) 체내의 신경 신호 정보를 체외로 보내주기 위한 인체채널통신 회로가 포함되어 있다.
최대 동작 주파수는 100 MHz이며 저전력 설계를 위해 1.0 V, 1.8 V의 전압을 이용한다.

2. 제안된 운동신경 신호 기록 회로는 미세한 전기 신경신호를 획득하기 위해, 10kHz 대역폭에서 수 μVrms의 잡음을 갖도록 설계되었다.
또한 생체내에 삽입되어 동작하는 점을 고려하여 저전력으로 구동시켜야 하며, 설계되는 기록 회로는 채널당 5 μW를 소비하도록 설계되었다.
저전력 설계를 위해 인버터 기반의 입력 구조가 저잡음 증폭기에 적용되었고, 이중 샘플-홀드 기법이 버퍼 및 아날로그-디지털 변환기에 적용되었다.

3. 인체 채널 통신용 송수신기를 설계할 때에, 다음과 같은 조건들을 만족시킬 수 있도록 Bipolar-RZ Encoder/Decoder와 Current-Mode Channel Driver 등을 함께 설계하였다.
(1) 서로 다른 다섯 종류의 운동 신경 신호를 멀티 채널로 기록해야 하기 때문에 16 Mb/s 이상의 Raw Data Rate을 제공해야 하며, 채널 코딩을 고려할 경우 100 Mb/s 상당의 전송 속도를 가질 수 있어야 함.
(2) 바이오닉 암의 안정적인 동작을 데이터 통신 역시 안정적이어야 함.
(3) 인체를 매질로 이용하므로 생체에 안전해야 함.
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