A Study on the Implementation of SoC for Sensing Bio Signal

In this paper, the implementation of a human signal sensing module that has capabilities to check and restore the weak signals from the human body is presented. A module presented in this paper consists of processing and sensing elements related to human pulse and body temperature and a controller implemented with SoC design method. PPG data is detected by a noise filtering process toward the amplified signal which is from the operating frequency between 0.1Hz - 10Hz. A digital temperature sensor is used to check the body temperature. A sensor outputs the corresponding value of the electric voltage according to the body temperature. Moreover, this paper discusses the implementation of an enhanced microprocessor which is synthesized with VHDL as a part of the SoC development and used to control the entire module. The SoC processor is implemented on a Xilinx Spartan 3 XC3S1000 device and has the achieved operating frequency of 10MHz. The implemented SoC processor core is successfully tested with macro memories in FPGA and the experimental results are hereby shown.

인체신호 측정을 위한 SoC 구현에 관한 연구

본 연구에서는 인체의 미약한 신호들을 검출하여 정확하게 복원한 뒤, 사용자에게 다양한 방법으로 알려주는 인체신호 측정 모듈 구현에 대하여 기술한다. 본 연구에서 구현한 모듈은 적색 광을 이용하여 인체의 맥박을 측정하는 광전용 적맥파 방식의 센서부와 온도 센서를 이용한 체온 측정부, SoC 설계 기법으로 구현된 컨트롤러로 구성된다. 맥박은 0.1 Hz ~ 10Hz 주파수 영역신호를 검출하여 증폭한 뒤 상용 노이즈를 제거하여 검출되며, 체온은 디지털 타입의 센서가 체온을 측정한 뒤 출력하는 값으로부터 검출된다. 또한, 이 모듈에 대한 SoC 구현의 노력으로서, 시스템 컨트롤러를 대체할 수 있도록 VHDL 기반의 마이크로프로세서를 구현하였다. 구현된 프로세서는 10MHz로 동작하며, FPGA 칩인 Spartan 3XC3S1000 안에서 매크로 블록으로 구성된 메모리들과 함께 검증되었다.