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无线神经接口的超低功耗集成电路设计 生物医学与电子技术的跨界融合

无线神经接口的超低功耗集成电路设计 生物医学与电子技术的跨界融合

在科技日新月异的今天,集成电路设计正不断突破传统边界,向更前沿、更交叉的领域迈进。机械工业出版社近期重点展示的科技图书——《无线神经接口的超低功耗集成电路设计》,正是这一趋势下的杰出代表。它不仅是一本聚焦于电子电工技术与通信工程的专业著作,更是连接生物医学、微电子、信息科学等多个学科的桥梁,展现了当代科技图书的深度与广度。

本书的核心主题“无线神经接口”,是脑机接口(BCI)领域的关键技术之一。它旨在建立大脑与外部设备之间的直接通信通道,对于神经科学研究、神经疾病治疗(如帕金森病、癫痫)、智能假肢控制乃至未来的人机融合都具有革命性意义。而实现这一宏伟目标的最大挑战之一,便是如何设计出能够长期、稳定、安全植入体内的超低功耗集成电路。

《无线神经接口的超低功耗集成电路设计》一书系统性地阐述了攻克这一挑战的设计理念与方法论:

  1. 功耗极简化设计:深入分析了神经信号(如脑电图EEG、局部场电位LFP)的特点,从系统架构、模拟前端放大、模数转换、无线发射等各个环节,介绍了亚阈值设计、动态电压频率调节、功率门控等尖端低功耗技术,力求将功耗降至微瓦甚至纳瓦级,以满足植入设备长期工作的能源需求。
  1. 高集成度与微型化:详细讲解了在极有限的芯片面积内,如何集成信号采集、处理、编码和无线传输模块。这涉及到模拟与数字混合信号设计、射频集成电路设计以及先进的封装技术,确保整个接口系统微型化、高度可靠,并能最小化对生物组织的损伤。
  1. 通信可靠性保障:针对体内复杂电磁环境与安全限制,本书探讨了适用于神经数据的低功耗无线通信协议(如近场通信、定制射频链路)、抗干扰设计以及数据安全加密策略,确保神经信息的准确、实时、保密传输。
  1. 跨学科知识整合:作者并未局限于电路本身,而是将设计需求紧密贴合神经生理学、生物相容性材料学、医疗法规等跨学科知识,使读者能够建立从生物信号到硅基芯片的完整设计视野。

本书的出版,恰逢其时。它不仅是高校电子工程、通信工程、生物医学工程等相关专业研究生和高年级本科生的优质教材或高级参考书,也是从事集成电路设计、生物电子、医疗器械研发的工程师和科研人员的宝贵案头工具。

机械工业出版社作为国内知名的科技出版重镇,其“科技图书”板块一直以专业性和前瞻性著称。从传统的机械、汽车、建筑、电工电子、计算机,到前沿的通信工程、集成电路设计,再到经管、教材、中小学教辅及生活类图书,形成了全面而精专的出版体系。这本《无线神经接口的超低功耗集成电路设计》的推出,正是该社深耕专业领域、引领科技出版方向的又一力证。它标志着我国在生物电子这一战略前沿领域的出版支持达到了新的高度,为相关学科的发展和产业的技术突破提供了坚实的知识基础。

这本书不仅仅是在讲解一种电路设计技术,更是在描绘一个通过微电子技术解码生命信号、拓展人类能力的未来图景。对于任何有志于探索电子技术与生命科学交叉领域的读者而言,它都是一把开启未来之门的钥匙。

更新时间:2026-01-13 22:44:36

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