并行生物特征信號處理器及其控制方法
【專利說明】并行生物特征信號處理器及其控制方法
[0001]本申請要求于2014年3月12日提交到韓國知識產權局的第10-2014-0029067號韓國專利申請的權益，所述申請的全部公開內容通過出于所有目的的引用被合并于此。
技術領域
[0002]以下描述涉及一種并行生物特征信號處理器以及控制所述并行生物特征信號處理器的方法。
【背景技術】
[0003]正在開發各種醫學設備以診斷患者的健康狀況。隨著對無處不在健康照護或U-health的興趣增加，正在開發新技術以在日常生活中監視和分析生命體征。例如，正在進行大量研宄以開發連續地監視用戶的生物狀況和反應的生物特征信號處理器。
[0004]為了方便用戶，將要求生物特征信號處理器是超輕和超小。因此，生物特征信號處理器也將需要在重量輕且電池小的情況下具有低功耗的特性。
【發明內容】
[0005]提供本
【發明內容】
來以按簡化形式引入對在以下的【具體實施方式】中被進一步描述的構思的選擇。本
【發明內容】
不意圖確定所要求保護的主題的關鍵特征或顯著特征，也不意圖被用作對確定所要求保護的主題的范圍的幫助。
[0006]根據說明性示例，提供一種并行生物特征信號處理器，包括:多個放大器，被配置為基于放大屬性對生物特征信號進行放大；多個轉換器，被配置為基于轉換屬性對放大后的信號進行轉換；多個預處理器，被配置為基于預處理屬性對轉換后的信號進行預處理；多個特征提取器，被配置為從預處理器的輸出信號提取一組生物特征信息。
[0007]切換結構可連接在所述多個放大器、所述多個轉換器、所述多個預處理器和所述多個特征提取器之間。
[0008]處理器還可包括:切換控制器，被配置為通過控制切換結構對所述多個放大器中的目標放大器、所述多個轉換器中的目標轉換器、所述多個預處理器中的目標預處理器和所述多個特征提取器中的目標特征提取器執行路由，其中，生物特征信號被輸入到目標放大器，目標放大器的放大后的信號被輸入到目標轉換器，目標轉換器的轉換后的信號被輸入到目標預處理器，目標預處理器的輸出信號被輸入到目標特征提取器。
[0009]切換控制器可被配置為通過目標放大器、目標轉換器、目標預處理器和目標特征提取器執行重新路由。
[0010]切換控制器可被配置為基于操作模式通過目標放大器、目標轉換器、目標預處理器和目標特征提取器執行路由。
[0011 ] 操作模式可包括低功率操作模式和高精度操作模式之一。
[0012]所述多個放大器可被并行布置，所述多個轉換器可被并行布置，所述多個預處理器可被并行布置，并且所述多個特征提取器可被并行布置。
[0013]所述多個放大器可具有不同的放大屬性，其中，所述多個轉換器包括不同的轉換屬性，其中，所述多個預處理器包括不同的預處理屬性，其中，所述多個特征提取器被配置為提取不同組的生物特征信息。
[0014]處理器還可包括:多個端口，連接到被配置為感測至少一個生物特征信號的至少一個傳感器。
[0015]處理器還可包括布置在所述多個端口和所述多個放大器之間的切換結構，其中，切換控制器被配置為通過控制布置在所述多個端口和所述多個放大器之間的切換結構將生物特征信號提供給目標放大器。
[0016]所述至少一個傳感器可包括電極傳感器、光化學傳感器和光電傳感器中的至少一個。
[0017]放大屬性可包括輸入阻抗、帶寬和放大增益中的至少一個。
[0018]所述多個放大器可被配置為調整放大屬性。
[0019]所述多個放大器可包括儀器放大器(IA)、可編程增益放大器(PGA)和帶通濾波器(BPF)中的至少一個。
[0020]所述多個轉換器可被配置為基于轉換屬性將放大后的信號轉換成數字信號。
[0021]轉換屬性可包括輸入動態范圍和輸出比特分辨率中的至少一個。
[0022]預處理屬性可包括以下屬性中的至少一個:濾除轉換后的信號的非必要頻帶的屬性、從轉換后的信號提取至少一組預處理信息的屬性。
[0023]所述至少一組預處理信息包括以下信息中的至少一個:關于轉換后的信號被獲取的時間的信息、關于轉換后的信號的頻率特性的信息。
[0024]處理器還可包括:功率控制器，被配置為控制將被提供給所述多個放大器、所述多個轉換器、所述多個預處理器和所述多個特征提取器的功率。
[0025]處理器還可包括:寄存器控制器，被配置為控制所述多個放大器、所述多個轉換器、所述多個預處理器和所述多個特征提取器的詳細屬性。
[0026]處理器可包括:發送器，被配置為將生物特征信息發送到外部裝置。
[0027]處理器可包括:接口，被有線地連接到外部裝置，其中，發送器被配置為使用所述接口將生物特征信息發送到外部裝置。
[0028]所述接口可包括通用異步收發器(UART)、串行外圍接口(SPI)和內部集成電路(I2C)中的至少一個。
[0029]處理器還可包括:接口，被無線地連接到外部裝置，其中，發送器被配置為使用所述接口將生物特征信息發送到外部裝置。
[0030]所述接口可包括體域網(BAN)、藍牙、ZigBee和近場通信(NFC)中的至少一個。
[0031]根據示例，提供一種應用處理器，包括:處理器核，被配置為處理命令和數據；并行生物特征信號處理器，被配置為從生物特征信號提取一組生物特征信息，其中，并行生物特征信號處理器包括:多個放大器，被配置為基于放大屬性對生物特征信號進行放大，多個轉換器，被配置為基于轉換屬性對放大器的放大后的信號進行轉換，多個預處理器，被配置為基于預處理屬性對轉換器的轉換后的信號進行預處理，多個特征提取器，被配置為從預處理器的輸出信號提取所述一組生物特征信息，多個切換結構，被連接在所述多個放大器、所述多個轉換器、所述多個預處理器和所述多個特征提取器之間。
[0032]根據說明性示例，提供一種控制并行生物特征信號處理器的方法，包括:通過多個放大器、多個轉換器、多個預處理器和多個特征提取器執行路由；通過所述多個放大器中的目標放大器對生物特征信號進行放大；通過所述多個轉換器中的目標轉換器來轉換放大后的信號；通過所述多個預處理器中的目標預處理器對轉換后的信號進行預處理；通過所述多個特征提取器中的目標特征提取器從預處理后的信號提取一組生物特征信息。
[0033]根據說明性示例，提供一種并行生物特征信號處理器，包括:控制器，被配置為接收第一信號和第二信號，同時通過第一路徑對第一信號進行路由和通過第二路徑對第二信號進行路由來同時處理第一信號和第二信號，其中，通過第一路徑，控制器使用第一轉換屬性將第一信號轉換成第一轉換后的信號，基于第一預處理屬性對第一轉換后的信號進行預處理，并提取第一生物特征信息，并且通過第二路徑，控制器使用第二轉換屬性將第二信號轉換成第二轉換后的信號，基于第二預處理屬性對第二轉換后的信號進行預處理，并提取第二生物特征信息。
[0034]控制器還可被配置為在對第一信號和第二信號進行轉換之前，使用第一放大屬性對第一信號進行放大并使用第二放大屬性對第二信號進行放大。
[0035]第一放大屬性和第二放大屬性可包括輸入阻抗、帶寬和放大增益中的至少一個，第一轉換屬性和第二轉換屬性包括輸入動態范圍和輸出比特分辨率中的至少一個，第一預處理屬性和第二預處理屬性包括以下屬性中的至少一個:濾除非必要頻帶的屬性、提取至少一組預處理信息的屬性。
[0036]控制器可包括多個放大器、多個轉換器、多個預處理器和多個特征提取器，其中，所述多個放大器對第一信號和第二信號進行放大，所述多個轉換器將放大后的第一信號轉換成第一轉換后的信號并將放大后的第二信號轉換成第二轉換后的信號，所述多個預處理器對第一轉換后的信號和第二轉換后的信號進行預處理，所述多個特征提取器提取第一生物特征信息和第二生物特征信息。
[0037]多個端口可連接到被配置為感測至少一個生物特征信號的至少一個傳感器。
[0038]處理器還可包括:端口切換結構，布置在所述多個端口和所述多個放大器之間；放大切換結構，布置在所述多個放大器和所述多個轉換器之間；轉換器切換結構，布置在所述多個轉換器和所述多個預處理器之間；預處理器切換結構，布置在所述多個預處理器和所述多個特征提取器之間。
[0039]其它特征和方面將從以下的【具體實施方式】、附圖和權利要求變得清楚。
【附圖說明】
[0040]從以下結合附圖對實施例的描述，這些和/或其它方面將變得清楚并更易于理解，其中:
[0041]圖1是示出并行生物特征信號處理器的示例的框圖。
[0042]圖2是示出并行生物特征信號處理器的示例的示圖。
[0043]圖3至圖5是示出并行生物特征信號處理器的操作的示例的示圖。
[0044]圖6是示出集成生物特征信號處理器的示例的框圖。
[0045]圖7是示出應用處理器的示例的框圖。
[0046]圖8是示出用于控制并行生物特征信號處理器的方法的示例的流程圖。
[0047]貫穿附圖和【具體實施方式】，除非另有說明或規定，否則相同的附圖標號將被理解為指示相同的元件、特征和結構。附圖可不按比例繪制，為了清楚、說明和方便起見，可夸大附圖中的元件的相對尺寸、比例和繪示。
【具體實施方式】
[0048]提供以下詳細描述以幫助讀者獲得對在此描述的方法、設備和/或系統的全面理解。然而，在此描述的方法、設備和/或系統的各種變化、修改和等同物對于本領域普通技術人員將是清楚的。此外，為了更加清楚和簡明，可省略對本領域普通技術人員公知的功能和構造的描述。
[0049]貫穿附圖和【具體實施方式】，相同的標號指示相同的元件。附圖可不按比例繪制，為了清楚、圖解和方便起見，可夸大附圖中的元件的相對尺寸、比例和繪示。
[0050]在此描述的特征可以以不同形式來實現，并不被理解為局限于在此描述的示例。相反，提供在此描述的示例，使得本公開將是徹底和完整的，并將本公開的整個范圍傳達給本領域普通技術人員。
[0051]將理解的是，當元件或層被稱為“位于另一元件或層上”或“連接到另一元件或層”時，所述元件或層可直接位于所述另一元件或層上，或直接連接到所述另一元件或層，或者可存在中間元件或層。相反，當元件被稱為“直接位于另一元件或層上”或“直接連接到另一元件或層”時，不存在中間元件或層。相同的標號始終指示相同的元件。
[0052]圖1是示出并行生物特征信號處理器100的示例的框圖。
[0053]參照圖1，并行生物特征信號處理器100包括放大器110、轉換器120、預處理器130、特征提取器140和切換控制器150。
[0054]并行生物特征信號處理器100還包括寄存器控制器、功率控制器、切換結構、端口和發送器，在下文中將參