BioGAP：一款具备 FP 能力的 10 核超低功耗物联网处理器，集成医疗级 AFE 与 BLE 连接用于可穿戴生物信号处理

可穿戴生物信号处理应用正推动面向临床与消费类应用的微型化、高能效物联网方案取得显著进展。然而，向高密度多通道前端扩展仅可通过在近传感器处进行高能效边缘处理来实现数据处理与机器学习（ML）。为应对这些挑战，我们推出 BioGAP，一种新颖、紧凑、模块化且轻量（6g）的医疗级生物信号采集与处理平台，由 GAP9 驱动——这是一款十核超低功耗 SoC，专为高效多精度（从 FP 到激进量化整数）处理而设计，满足先进 ML 与 DSP 需求。BioGAP 的外形尺寸为 16x21x14 mm$^3$，由两块堆叠 PCB 组成：一块基板集成 GAP9 SoC、支持无线蓝牙低功耗（BLE）的 SoC、电源管理电路与加速度计；以及一块包含用于 ExG 采集的模拟前端（AFE）的扩展板。最后，该系统还包括一块可灵活放置的光电容积描记（PPG）PCB，尺寸为 9x7x3 mm$^3$ 与可充电电池（$\phi$ 12x5 mm$^2$）。我们基于稳态视觉诱发电位（SSVEP）的脑机接口（BCI）应用演示了 BioGAP。在流模式下我们实现 3.6 uJ/样本、板载处理模式下 2.2 uJ/样本，得益于 FFT 计算任务上 16.7 Mflops/s/mW 的效率与 97% 的无线带宽缩减，在仅 18.2 mW 的功耗预算内实现 15 h 续航。