초록
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.
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.
