基于FPGA脑机接口实时系统

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基于FPGA脑机接口实时系统

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脑机接口BCI（Brain Computer InteRFace）是一种新颖的人机接口方式。它的定义是：不依赖于脑的正常输出通路（外周神经系统及肌肉组织）的脑-机（计算机或其他装置）通讯系统[1]。要实现脑机接口，必须有一种能反映人脑不同状态的信号，并且能够实时或短时对这种信号进行提取和分类[2]。瞬态视觉诱发电位与刺激之间具有严格的锁时同步关系，能比较准确地检测,而且它所需的视觉刺激频率比较低，不容易引起视觉疲劳。因此本研究采用瞬态视觉诱发电位来实现脑机接口。

脑机接口系统是由人和机器构成的闭环系统[3]。除人本身外, 脑机接口系统包括：信号采集、信号处理、外部设备及控制部分。本文的方案采用FPGA取代计算机，作为脑机接口的控制和信息处理器。主要包括脑电采集电路、基于FPGA的VGA视觉刺激器和FPGA开发板三部分，如图1所示。

电极帽和脑电采集电路组成了脑电信号采集部分。VGA视觉刺激器属于外部设备及控制部分。FPGA开发板是整个系统的核心，它不仅实现了信号处理，而且还实现了对脑电采集电路的控制和VGA控制器。FPGA开发板采用Cyclone II EP2C35 DSP开发板，FPGA芯片为Cyclone II EP2C35F672。

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