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植入式脑机接口（Brain-Machine Interface，BMI）是一个生物医学与微电子技术交叉结合的热门研究领域，其关键技术为脑电信号获取微系统的设计。在整个微系统设计中，脑电信号检测是该研究的核心单元模块。本文主要致力于脑电信号检测模块的低功耗、低噪声集成化设计实现。为了保证植入式装置对低功耗、低面积、低噪声的性能要求，本文在对当前脑电信号检测的主要算法进行分析后，拟采用复杂度低但检测效率高、低信噪比下性能好的的非线性能量算法（Nonlinear Energy Operator，NEO），并对其进行集成化设计实现。NEO算法主要包括微分电路、模拟乘法电路两大主要模块。本文采用了基于亚阈值区的低功耗设计方法，以低静态电流及低饱和导通电压，极大地降低了系统地功耗。在微分电路的设计中，采用了全差分结构，有效地降低了面积。在模拟乘法器设计中，采用工作于亚阈值区的CMOS跨导线性环（Translinear Loop，TL）代替了传统的BJT TL，并以此设计了基于电流模式的四象限模拟乘法器。同时对这个系统进行了低噪声的优化设计，从而实现了功耗、噪声、面积等性能的协调平衡。另外，针对植入式脑电信号获取微系统中阵列通道利用效率不高的问题，本文以4*4为例设计了其阵列通道选择方案，提出了新型的开关拓扑结构，并设计了相关的数字控制模块，很好地节约了系统资源。本文采用Global Foundry 0.35um CMOS工艺完成，在版图设计中研究了抑制工艺寄生参数及降低数模混合版图中噪声等问题。