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1998 年度 実績報告書

カスタム集積回路を用いた埋め込み形機能的電気刺激装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 09558113
研究機関埼玉大学

研究代表者

高橋 幸郎  埼玉大学, 工学部, 教授 (10124596)

研究分担者 石川 清一  日本電気(株), 医療機器事業部, 課長
半田 康延  東北大学, 医学部, 教授 (00111790)
星宮 望  東北大学, 工学部, 教授 (50005394)
キーワード機能的電気刺激 / カスタム集積回路 / 運動機能再建 / 埋め込み装置 / FES / 体外電力供給 / FPGA
研究概要

現在、機能的電気刺激装置(FES)として、完全埋め込み型FES装置の開発が進められている。これまで試作された埋め込み型FES装置では、回路を小型化するためにデジタル回路部分に、プログラムにより内部論理回路を自由に構成できるFPGAを用いて、50mm×65mm×11mmにまで小型化した。実用化のためには、更なる小型化と低電力化を達成するためにFPGA部分およびアナログ回路部分をカスタムIC化する必要がある。そこで本研究では埋め込み型FES装置のデジタル回路部についてカスタムIC化を試みた。
回路の構成方式には、フルカスタム、スタンダードセル、ゲートアレイと3種類存在する。フルカスタム方式によるチップ設計は、最も集積度が高いが、埋め込み型FES装置では、高集積度を要求されないことから、チップの設計は、設計・製作をにかかるコスト・時間等の点で有利なスタンダードセル方式を採用した。
今回試作したチップは、東京大学大規模集積システム設計教育センター(VDEC)が提供している日本モトローラ株式会社の2層メタル1.2μmCMOSの4.8mm角を用いた。
チップの設計では、スタンダードセル方式による自動配置配線を行った。具体的には、Cadence社の回路入力ソフトを用いて論理回路レベルで設計した回路を入力し、VerilogHDLベースの論理シミュレーションによって論理回路の設計と入力が正しいことを確認した後、配置配線ツールCellEnsembleを用いてセルの自動配置配線を行った。
試作したチップは、セル数452個、ゲート数1347個で構成できた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] 高橋幸郎・星宮望 他: "体外電力供給方式による埋め込み型機能的電気刺激装置" 医用電子と生体工学. 37巻1号(印刷中). (1999)

  • [文献書誌] 秋山卓郎、高橋幸郎 他: "埋め込み型機能的電気刺激装置のためのカスタム集積回路の設計" 第38回 日本ME学会 大会論文集. 37巻(印刷中). (1999)

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公開日: 1999-12-11   更新日: 2016-04-21  

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