Яңалыклар

Реаль дөнья мәгълүмат эшкәртү кушымталары компакт, аз тоташу, аз көчле исәпләү системаларын таләп итә. Вакыйга белән исәпләү мөмкинлекләре белән тулыландырылган металл-оксид-ярымүткәргеч гибрид мемристив нейроморфик архитектура мондый бурычлар өчен идеаль җиһаз нигезен тәэмин итә. Мондый системаларның тулы потенциалын күрсәтү өчен, без реаль дөнья объектларын локализацияләү кушымталары өчен комплекслы сенсор эшкәртү чишелешен тәкъдим итәбез һәм эксперименталь рәвештә күрсәтәбез. Абзар оясы нейроанатомиясеннән илһам алып, без биоинспирланган, вакыйгага нигезләнгән объектны локализацияләү системасын эшләдек, ул заманча пиезоэлектрик микромеханик трансдуктер кондукторын исәпләү график нигезендәге нейроморфик резистив хәтер белән берләштерә. Без хәтергә нигезләнгән резистив очраклы детекторны, линия схемасын тоткарлауны һәм тулысынча көйләнә торган УЗИ трансдуктерын үз эченә алган уйлап чыгарылган система үлчәүләрен күрсәтәбез. Бу эксперимент нәтиҗәләрен система дәрәҗәсендә симуляцияләрне калибрлау өчен кулланабыз. Аннары бу симуляцияләр объектның локализация моделенең почмак резолюциясен һәм энергия эффективлыгын бәяләү өчен кулланыла. Нәтиҗә шуны күрсәтә: безнең алым бер үк эшне башкарган микроконтрольларга караганда энергия эффективрак зурлыктагы берничә заказ булырга мөмкин.
Без бөтен җирдә исәпләү чорына керәбез, анда урнаштырылган җайланмалар һәм системалар саны көндәлек тормышыбызда ярдәм итәр өчен тиз арта. Бу системалар өзлексез эшләячәкләр, мөмкин кадәр аз көч кулланып, күп сенсорлардан туплаган мәгълүматларны реаль вакытта аңлатырга өйрәнәләр һәм классификация яки тану биремнәре нәтиҗәсендә бинар чыгаруны чыгаралар. Бу максатка ирешү өчен кирәк булган иң мөһим адымнарның берсе - шау-шулы һәм еш кына тулы булмаган сенсор мәгълүматлардан файдалы һәм компакт мәгълүмат алу. Гадәттәге инженерлык алымнары, гадәттә, сенсор сигналларын даими һәм югары тизлектә үрнәк итеп алалар, файдалы керемнәр булмаган очракта да күп санлы мәгълүмат чыгаралар. Моннан тыш, бу ысуллар санлы сигнал эшкәртү катлаулы техникасын кулланалар (еш кына шау-шулы) кертү мәгълүматларын алдан эшкәртү өчен. Киресенчә, биология шау-шулы сенсор мәгълүматларын эшкәртү өчен альтернатив чишелешләр тәкъдим итә, энергияне сак тотучы, асинхрон, вакыйгага нигезләнгән алымнар (табаклар) 2,3. Нейроморфик исәпләү традицион сигнал эшкәртү ысуллары белән чагыштырганда энергия һәм хәтер таләпләре буенча исәпләү чыгымнарын киметү өчен биологик системалардан илһам ала4,5,6. Күптән түгел импульслы нейрон челтәрләрне кертә торган инновацион гомуми максатлы системалар күрсәтелде (TrueNorth7, BrainScaleS8, DYNAP-SE9, Loihi10, Spinnaker11). Бу процессорлар машина өйрәнү һәм корталь схема модельләштерү өчен аз көч, түбән тоташу чишелешләре белән тәэмин итәләр. Аларның энергия эффективлыгын тулысынча куллану өчен, бу нейроморфик процессорлар турыдан-туры вакыйга белән идарә итүче сенсорларга тоташырга тиеш12,13. Шулай да, бүген вакыйгалар белән турыдан-туры мәгълүмат бирүче берничә сенсор җайланмасы бар. Күренекле мисаллар - күзәтү һәм хәрәкәтне ачыклау кебек күрү кушымталары өчен динамик визуаль сенсорлар (DVS), кремний кохлеа18 һәм нейроморфик ишетү сенсорлары (NAS) 19 ишетү сигналын эшкәртү өчен, олфабрик сенсорлар20 һәм күп санлы 21,22 кагылу. . текстур сенсорлары.
Бу кәгазьдә без объектны локализацияләү өчен кулланылган яңа эшләнгән вакыйгага нигезләнгән ишетү эшкәртү системасын тәкъдим итәбез. Монда, беренче тапкыр, заманча пиезоэлектрик микромахиналы УЗИ трансдуктерын (pMUT) нейроморфик резистив хәтер (RRAM) нигезендә исәпләү графигы белән тоташтырып алынган объектны локализацияләү системасын тасвирлыйбыз. RRAM кулланып хәтердә исәпләү архитектурасы - энергия куллануны киметү өчен өметле чишелеш23,24,25,26,27,28,29. Аларның табигый үзгәрүчәнлеге - мәгълүматны саклау яки яңарту өчен актив энергия куллануны таләп итмәү - нейроморфик исәпләүнең асинхрон, вакыйгага нигезләнгән табигатенә бик яхшы туры килә, нәтиҗәдә система эшләмәгәндә энергия куллану юкка чыга. Пиезоэлектрик микромахиналы УЗИ трансдуктерлары (pMUTs) арзан, миниатюрлаштырылган кремний нигезендәге УЗИ трансдуктерлары, тапшыргычлар һәм кабул итүчеләр ролен башкара ала30,31,32,33,34. Эчке сенсорлар кабул иткән сигналларны эшкәртү өчен, без абзар оясы нейроанатомиясеннән илһам алдык35,36,37. Абзар оясы Тито Альба бик эффектив ишетү локализациясе системасы ярдәмендә төнге ау сәләте белән билгеле. Eyлкәннең урнашкан урынын исәпләү өчен, абзарның локализация системасы очыш вакытын (ToF) кодлый, олы тавыш дулкыннары карчыкның һәр колагына яки тавыш кабул итүчесенә барып җитә. Колаклар арасын исәпкә алып, ике ToF үлчәү арасындагы аерма (Вакыт аралыгында аерма, ITD) максатның азимут позициясен аналитик исәпләргә мөмкинлек бирә. Биологик системалар алгебраик тигезләмәләрне чишү өчен бик яраксыз булса да, алар локализация проблемаларын бик эффектив чишә алалар. Абзар оясы нерв системасы очраклы детекторлар җыелмасын куллана (CD) 35 нейрон (ягъни, конвергент дулкынландыргыч очларга түбән таралучы табаклар арасындагы вакытлыча корреляцияне ачыклый ала) 38,39 позицияләү проблемаларын чишү өчен исәпләү графикларына оештырылган.
Элеккеге тикшеренүләр күрсәткәнчә, тулы металл-оксид-ярымүткәргеч (CMOS) җиһаз һәм RRAM нигезендәге нейроморфик җиһаз абзарның түбән колликулусы ("ишетү кортексы") белән рухландырылган, ITD13, 40, 41, позицияне исәпләү өчен эффектив ысул. 42, 43, 44, 45, 46. Шулай да, ишетү үзәкләрен нейроморфик исәпләү графиклары белән бәйләгән тулы нейроморфик системаларның потенциалы әле күрсәтелмәгән. Төп проблема - аналог CMOS схемаларының табигый үзгәрүчәнлеге, бу матчны ачыклауның төгәллегенә тәэсир итә. Күптән түгел, ITD47 сметаларының альтернатив санлы гамәлләре күрсәтелде. Бу кәгазьдә, без RRAM сәләтен аналог схемалардагы үзгәрүчәнлеккә каршы тору өчен үзгәрүчән булмаган тәртиптә үткәрү бәясен үзгәртергә тәкъдим итәбез. Без 111,9 кГц ешлыгында эшләүче бер pMUT тапшыручы мембранадан, ике pMUT кабул итү мембранасыннан (сенсорлардан) абзар оя колакларын симуляцияләүче эксперимент системасын керттек. Без локализация системасын сынап карау һәм аның почмак резолюциясен бәяләү өчен pMUT ачыклау системасын һәм RRAM нигезендә ITD исәпләү графигын эксперименталь рәвештә характерладык.
Без үзебезнең методны санлы контроль белән чагыштырабыз, гадәти яктырту яки нейроморфик ысуллар кулланып, шул ук локализация биремен башкаручы микроконтроль, шулай ук ​​белешмәлектә тәкъдим ителгән ITD бәяләү өчен кыр программалаштырыла торган капка массивы (FPGA). 47 Бу чагыштыру RRAM нигезендәге аналог нейроморфик системаның көндәшлелек көчен күрсәтә.
Төгәл һәм эффектив объектны локализацияләү системасының иң искиткеч мисалларының берсен абзарда 35,37,48 табарга мөмкин. Караңгы һәм таң вакытында абзар оясы (Тито Альба) беренче чиратта пассив тыңлауга таяна, актив рәвештә вол яки тычкан кебек кечкенә ерткычны эзли. Бу ишетү белгечләре, 1а рәсемдә күрсәтелгәнчә, олыдан ишетү сигналларын гаҗәп төгәллек белән (якынча 2 °) 35 локализацияли алалар. Амбар үгезләре азимут (горизонталь) яссылыктагы тавыш чыганакларының урнашу урынын (ITD) тавыш чыганагыннан ике колакка кадәр аералар. ITD исәпләү механизмы Jeffress49,50 тарафыннан тәкъдим ителде, ул нейрон геометриягә таяна һәм ике төп компонент таләп итә: аксон, тоткарлану сызыгы ролен башкаручы нейронның нерв җепселләре һәм исәпләү системасына оештырылган очраклы детектор нейроннары. 1б рәсемдә күрсәтелгәнчә график. Тавыш азимутка бәйле вакыт тоткарлыгы белән колакка барып җитә (ITD). Аннары тавыш һәр колактагы чәчкә рәвешенә әверелә. Сул һәм уң колакларның аксоннары тоткарлык сызыклары булып эшлиләр һәм CD нейроннарына кушылалар. Теоретик яктан, туры килгән нейроннар массивындагы бер нейрон берьюлы керүне кабул итәчәк (монда тоткарлык төгәл юкка чыга) һәм максималь рәвештә янып торачак (күрше күзәнәкләр дә янып торачак, ләкин түбән ешлыкта). Аерым нейроннарны активлаштыру, ITDны почмакларга әйләндермичә, космостагы максатның торышын кодлый. Бу төшенчә 1-нче рәсемдә йомгак ясала: мәсәлән, тавыш уң ягыннан килсә, уң колактан керү сигналы сул колак юлыннан озынрак юл үтсә, ITD санын компенсацияләп, мәсәлән, нейрон 2 туры килгәндә. Башка сүзләр белән әйткәндә, һәр CD билгеле бер ITD (оптималь тоткарлык дип тә атала) аксональ тоткарлану аркасында җавап бирә. Шулай итеп, баш ми вакытлы мәгълүматны киңлек мәгълүматына әйләндерә. Бу механизм өчен анатомик дәлилләр табылды37,51. Фаза белән бикләнгән макронуклей нейроннары керә торган тавышлар турында вакытлыча мәгълүмат саклыйлар: исеменнән күренгәнчә, алар билгеле бер сигнал этапларында аталар. Джефресс моделенең очраклы детектор нейроннарын ламинар үзәктә табарга мөмкин. Алар макрон атом нейроннарыннан мәгълүмат ала, аларның аксоннары тоткарлык сызыгы булып эшли. Соңга калу сызыгы белән бирелгән тоткарлык күләмен аксон озынлыгы, шулай ук ​​үткәрү тизлеген үзгәртә торган тагын бер миелинация үрнәге белән аңлатырга мөмкин. Абзар огының ишетү системасы белән илһамланып, әйберләрне локализацияләү өчен биомиметик система эшләдек. Ике колак ике pMUT кабул итүчесе белән күрсәтелә. Тавыш чыганагы - алар арасында урнашкан pMUT тапшыргыч (1а рәсем), һәм исәпләү графигы RRAM нигезендәге CD схемалары челтәре белән формалашкан (1б рәсем, яшел), керемнәре тоткарланган CD нейроннары ролен уйный. схема аша, тоткарлык сызыклары (зәңгәр) биологик хезмәттәштә аксон кебек эш итә. Тәкъдим ителгән сенсор системасы эш ешлыгы белән аерылып тора, аның ишетү системасы 1–8 кГц диапазонында эшли, ләкин бу эштә якынча 117 кГц эшләгән pMUT сенсорлары кулланыла. УЗИ трансдуктерын сайлау техник һәм оптимизация критерийлары буенча карала. Беренчедән, кабул итү киңлеген бер ешлык белән чикләү идеаль үлчәү төгәллеген яхшырта һәм эшкәртүдән соңгы адымны гадиләштерә. Моннан тыш, УЗИ операциясе өстенлеккә ия, чыгарылган импульслар ишетелми, шуңа күрә кешеләрне борчымагыз, чөнки аларның ишетү диапазоны -20 20-20 кГц.
абзар оясы максаттан тавыш дулкыннары ала, бу очракта олы хәрәкәт. Тавыш дулкынының очыш вакыты (ТОФ) һәр колак өчен төрле (олы турыдан-туры карчык алдында булмаса). Нокта сызыгы тавыш дулкыннары абзар колагына барып җитү юлын күрсәтә. Прай горизонталь яссылыкта ике акустик юлның озынлык аермасы һәм тиешле вакыт аралыгында аерма (ITD) нигезендә төгәл локализацияләнергә мөмкин (сул рәсем 74-нче кушымта, авторлык 2002, Нейрология фәннәре җәмгыяте). Безнең системада pMUT тапшыргыч (куе зәңгәр) максаттан сикереп торган тавыш дулкыннары чыгара. Күрсәтелгән УЗИ дулкыннары ике pMUT кабул итүчесе (ачык яшел) белән кабул ителә һәм нейроморфик процессор белән эшкәртелә (уңда). b ITD (Jeffress) исәпләү моделе, абзар огының колакларына кергән тавышларның башта зур ядрода (NM) фазалы йозаклар кебек кодланганын, аннары лампель ядросында туры килгән детектор нейроннарының геометрик урнаштырылган челтәрен куллануын тасвирлый. Эшкәртү (Нидерланд) (сулда). Соңга калу сызыкларын һәм очраклы детектор нейроннарын берләштергән нейроитД исәпләү графигы иллюстрациясе, бай биосенсор системасы RRAM нигезендәге нейроморфик схемалар ярдәмендә модельләштерелергә мөмкин (уңда). c Төп Jeffress механизмының схемасы, ToF аермасы аркасында, ике колак төрле вакытта тавыш стимулын ала һәм ике очыннан да аксонны детекторга җибәрә. Аксоннар очраклы детектор (CD) нейроннар сериясенең бер өлеше, аларның һәрберсе вакыт белән корреляцияләнгән керемнәргә сайлап җавап бирә. Нәтиҗәдә, иң кечкенә вакыт аермасы белән килгән CD-лар гына максималь дулкынланалар (ITD тулысынча компенсацияләнә). Аннары CD максатның почмак позициясен кодлаячак.
Пиезоэлектрик микромеханик УЗИ трансдуктерлары масштаблы УЗИ трансдуктерлары, алар алдынгы CMOS технологиясе белән интеграцияләнә ала һәм традицион көчәнеш трансдуктерларына караганда башлангыч көчәнеш һәм энергия куллану түбәнрәк 53. Эшебездә мембрананың диаметры 880 мм, һәм резонанс ешлыгы 110–117 кГц диапазонында бүленә (2а рәсем, детальләр өчен методларны карагыз). Ун сынау җайланмасының партиясендә уртача сыйфат факторы якынча 50 иде (31 нче кушымта). Технология индустриаль җитлеккәнлеккә иреште һәм биоинспирацияләнми. Төрле pMUT фильмнарыннан мәгълүматны берләштерү - билгеле техника, һәм почмак турында мәгълүматны pMUT-лардан алырга мөмкин, мәсәлән, яктырту техникасы31,54. Ләкин, почмак мәгълүматын алу өчен кирәк булган сигнал эшкәртү аз көч үлчәү өчен яраксыз. Тәкъдим ителгән система нейроморфик мәгълүматны эшкәртү схемасы pMUTны RRAM нигезендәге нейроморфик исәпләү графигы белән берләштерә, Jeffress моделе белән рухландырылган (рәсем 2c), альтернатив энергия эффектив һәм ресурс белән чикләнгән аппарат чишелеше тәкъдим итә. Без эксперимент үткәрдек, анда ике pMUT сенсоры якынча 10 см ераклыкта урнаштырылган, ике кабул итү мембранасы алган төрле ToF тавышларын куллану өчен. Трансмитер ролен башкаручы бер pMUT кабул итүчеләр арасында утыра. Максат 12 см киңлектәге PVC тәлинкә иде, pMUT җайланмасы алдында D ераклыкта урнашкан (2б рәсем). Кабул алучы объектта чагылган тавышны яздыра һәм тавыш дулкыны үткән вакытта мөмкин кадәр реакция ясый. Д дистанциясе һәм ang почмагы белән билгеләнгән объектның позициясен үзгәртеп, экспериментны кабатлагыз. Ссылка белән рухландырылган. 55, без нейроморфик исәпләү графигын кертү өчен чагылган дулкыннарны иң югары дәрәҗәгә әйләндерү өчен pMUT чимал сигналларын нейроморфик алдан эшкәртү тәкъдим итәбез. Пик амплитудага туры килгән ToF ике каналның һәрберсеннән чыгарыла һәм аерым чокырларның төгәл вакыты итеп кодлана. Инҗирдә. 2c pMUT сенсорын RRAM нигезендә исәпләү графигы белән интерфейслау өчен кирәк булган схеманы күрсәтә: ике pMUT кабул итүчесенең һәрберсе өчен чимал сигнал шома, төзәтү өчен фильтрланган, аннары җиңү режимында агып торган интеграторга бирелгән. динамик бусага (2-нче рәсем) чыгу вакыйгасын (очкыч) һәм ату (LIF) нейронын барлыкка китерә: чыгу вакыты ачыкланган очыш вакытын кодлый. LIF бусагасы pMUT җавапына каршы калибрланган, шуның белән җайланмадан җайланмага pMUT үзгәрүчәнлеге кими. Бу ысул белән, бөтен тавыш дулкынын хәтердә саклау һәм соңрак эшкәртү урынына, без тавыш дулкынының ТОФына туры килгән иң югары нокта ясыйбыз, ул резистив хәтер исәпләү графигына керүне тәшкил итә. Табаклар турыдан-туры тоткарлык сызыкларына җибәрелә һәм нейроморфик исәпләү графикларында матчны ачыклау модуллары белән параллельләштерелә. Алар транзисторлар капкасына җибәрелгәнгә, өстәмә көчәйтү схемасы кирәк түгел (детальләр өчен өстәмә рәсемне карагыз). PMUT белән тәэмин ителгән локализация почмак төгәллеген һәм тәкъдим ителгән сигнал эшкәртү ысулын бәяләү өчен, без ITD (ягъни ике кабул итүче барлыкка китергән иң югары вакыйгалар арасындагы вакыт аермасы) объектның дистанциясе һәм почмагы төрле булганга үлчәдек. Аннары ITD анализы почмакларга әверелде (методларны кара) һәм объектның позициясенә каршы планлаштырылды: үлчәнгән ITDдагы билгесезлек объектка ераклык һәм почмак белән артты (2e рәсем, ф). Төп проблема - pMUT җавапында иң югары тавышка (PNR). Предмет ерак булса, акустик сигнал түбәнрәк була, шуның белән PNR кими (2ф рәсем, яшел сызык). PNR-ның кимүе ITD сметасында билгесезлекнең артуына китерә, нәтиҗәдә локализация төгәллеге арта (2-нче рәсем, зәңгәр сызык). Трансмитердан 50 см ераклыктагы объект өчен системаның почмак төгәллеге якынча 10 °. Сенсор характеристикалары белән куелган бу чикләү яхшырырга мөмкин. Мәсәлән, эмитер җибәргән басым артырга мөмкин, шуның белән pMUT мембранасы йөртүче көчәнешне арттырырга мөмкин. Тапшырылган сигналны көчәйтүнең тагын бер чишелеше - 56 тапшыргычны тоташтыру. Бу карарлар энергия чыгымнарын арттыру хисабына ачыклау диапазонын арттырачак. Кабул итү ягында өстәмә камилләштерүләр ясарга мөмкин. PMUT кабул итүчесенең тавыш идәне pMUT белән беренче этап көчәйткеч арасындагы бәйләнешне яхшырту белән сизелерлек киметелергә мөмкин, ул хәзерге вакытта чыбык тоташулары һәм RJ45 кабельләре белән эшләнә.
1,5 мм тишектә интеграцияләнгән алты 880 мм мембранасы булган pMUT кристаллының рәсеме. б uringлчәү схемасы. Максат азимут позициясендә һәм D. ераклыкта урнашкан. PMUT тапшыргыч 117,6 кГц сигнал чыгара, ул максаттан сикерә һәм очыш вакыты белән ике pMUT кабул итүчесенә җитә (ToF). Авылара вакыт аермасы (ITD) дип билгеләнгән бу аерма объектның торышын кодлый һәм ике кабул итү сенсорының иң югары реакциясен бәяләп бәяләнә ала. в чимал pMUT сигналын чокыр эзлеклелегенә әйләндерү өчен алдан эшкәртү адымнары схемасы (ягъни нейроморфик исәпләү графигына кертү). PMUT сенсорлары һәм нейроморфик исәпләү графиклары уйлап чыгарылган һәм сыналган, һәм нейроморфик алдан эшкәртү программа симуляциясенә нигезләнгән. d pMUT мембранасының сигнал алгач һәм аның доменга әверелүенә җавап. e Эксперименталь локализация почмак төгәллеге объект почмагы (Θ) һәм максат объектына ераклык (D) функциясе буларак. ITD чыгару ысулы минималь почмак резолюциясен якынча 4 ° C таләп итә. f Почмак төгәллеге (зәңгәр сызык) һәм peak = 0 өчен объект дистанциясенә каршы иң югары тавышка (яшел сызык).
Резистив хәтер мәгълүматны үзгәрми торган үткәргеч хәлдә саклый. Методның төп принцибы - материалның атом дәрәҗәсендә үзгәрүе аның электр үткәрүчәнлегенең үзгәрүенә китерә57. Монда без өске һәм аскы титан һәм титан нитрид электродлары арасында сандугачлы 5нм гафний диоксид катламыннан торган оксидка нигезләнгән резистив хәтер кулланабыз. RRAM җайланмаларының үткәрүчәнлеге электродлар арасында кислород вакансияләренең үткәргеч филаментларын барлыкка китерүче яки өзүче ток / көчәнеш дулкын формасын кулланып үзгәртелергә мөмкин. Без мондый җайланмаларны 58 стандарт 130 nm CMOS процессына берләштердек, очраклы детекторны һәм тоткарлык сызыгын тормышка ашыручы уйлап чыгарылган конфигурацияләнгән нейроморфик схема булдыру өчен (3а рәсем). Deviceайланманың үзгәрүчән булмаган һәм аналогик табигате, нейроморфик чылбырның вакыйгага нигезләнгән табигате белән берлектә, энергия куллануны киметә. Схеманың мизгелдә кабызу / сүндерү функциясе бар: ул кабызылганнан соң эшли, схема эшләмәгәндә электрны тулысынча сүндерергә мөмкинлек бирә. Тәкъдим ителгән схеманың төп төзелеш блоклары инҗирдә күрсәтелгән. 3б. Ул N параллель бер-резисторлы бер-транзистор (1T1R) структуралардан тора, алар синаптик авырлыкларны кодлый, алардан авыр токлар алына, дифференциаль пар интеграторының уртак синапсына кертелә, һәм ниһаять интеграция белән синапска кертелә һәм агып чыгу. активлаштырылган (LIF) нейрон 60 (детальләр өчен методларны карагыз). Керү өслеге 1T1R структурасы капкасына йөзләгән наносекунд тәртибе буенча көчәнеш импульслары эзлеклелеге формасында кулланыла. Резистив хәтер югары үткәргеч халәттә (HCS) урнаштырылырга мөмкин, Vbottom җиргә төшкәндә Vtopка тышкы уңай сылтама кулланып, һәм Vtop җиргә төшкәндә Vbottomга уңай көчәнеш кулланып түбән үткәргеч хәлгә (LCS) урнаштырырга мөмкин. HCS-ның уртача кыйммәте SET (ICC) программалаштыру агымын (туры килүен) серия транзисторының капка-чыганак көчәнеше белән чикләп контрольдә тотыла ала (3с рәсем). РРАМның чылбырдагы функцияләре икеләтә: алар кертү импульсларын юнәлтәләр һәм үлчәәләр.
Зәңгәр HfO2 1T1R RRAM җайланмасының электрон микроскопын (SEM) сканерлау, яшел төстә селектор транзисторлары (киңлеге 650 нм) белән 130 nm CMOS технологиясенә интеграцияләнгән. b Тәкъдим ителгән нейроморфик схеманың төп төзелеш блоклары. Керү көчәнеш импульслары (иң югары) Vin0 һәм Vin1 ток авырлыгын кулланалар, бу 1T1R структурасының G0 һәм G1 үткәрү халәтләренә пропорциональ. Бу ток DPI синапсларына кертелә һәм LIF нейроннарын дулкынландыра. RRAM G0 һәм G1 тиешенчә HCS һәм LCS урнаштырылган. в 16К RRAM җайланмалары төркеме өчен кумулятив үткәрү тыгызлыгы функциясе, үткәрү дәрәҗәсен эффектив контрольдә тотучы ICC агымдагы туры килү функциясе. d (a) схема үлчәүләре күрсәтә, G1 (LCSда) Vin1 (яшел) кертүне эффектив блоклый, һәм чыннан да нейрон мембранасы көчәнеше Vin0 зәңгәр кертүенә генә җавап бирә. RRAM чылбырдагы бәйләнешләрне эффектив билгели. e (б) эчендә схеманы үлчәү, G0 үткәргеч кыйммәтенең Vmem мембрана көчәнешенә тәэсирен күрсәтеп, Vin0 көчәнеш импульсын кулланганнан соң. Күбрәк үткәрү, җавап көчлерәк: шулай итеп, RRAM җайланмасы I / O тоташу авырлыгын кертә. Схемада үлчәүләр ясалды һәм RRAMның икеләтә функциясен күрсәттеләр, кертү импульсларын маршрутлау һәм авырлык.
Беренчедән, ике төп үткәргеч халәт (HCS һәм LCS) булганлыктан, RRAMлар LCS яки HCS штатларында булганда кертү импульсларын блоклый яки сагынып җибәрә ала. Нәтиҗәдә, RRAM чылбырдагы бәйләнешләрне эффектив билгели. Бу архитектураны конфигурацияләү өчен нигез. Моны күрсәтү өчен, без 3-нче рәсемдә блокның уйлап чыгарылган схемасын тормышка ашыруны тасвирлыйбыз. G0 га туры килгән RRAM HCS программалаштырылган, икенче RRAM G1 LCS программалаштырылган. Керү импульслары Vin0 һәм Vin1 өчен дә кулланыла. Ике эзлеклелектә кертелгән импульсның эффектлары нейрон мембранасы көчәнешен һәм осиллоскоп ярдәмендә чыгу сигналын җыеп анализ ясалды. Мембрана киеренкелеген стимуллаштыру өчен нейрон импульсына HCS җайланмасы (G0) тоташканда, эксперимент уңышлы булды. Бу 3d рәсемдә күрсәтелгән, анда зәңгәр импульс поезды мембрана көчәнешенең мембрана конденсаторында көчәюенә китерә, ә яшел импульс поезды мембрана көчәнешен тотрыклы саклый.
RRAM-ның икенче мөһим функциясе - тоташу авырлыкларын тормышка ашыру. RRAM-ның аналог үткәрү көйләнешен кулланып, I / O тоташулары тиешенчә үлчәнергә мөмкин. Икенче экспериментта G0 җайланмасы HCSның төрле дәрәҗәләренә программалаштырылды, һәм кертү импульсы VIn0 кертүенә кулланылды. Керү импульсы җайланмадан токны (авырлыкны) тартып тора, ул үткәргечкә пропорциональ һәм Vtop - Vbot потенциаль төшү. Бу үлчәүле ток аннары DPI синапсларына һәм LIF чыгару нейроннарына кертелә. Чыгыш нейроннарының мембрана көчәнеше осиллоскоп ярдәмендә яздырылган һәм 3d рәсемдә күрсәтелгән. Нейрон мембранасының көчәнеш ноктасы бер кертү импульсына җавап итеп, резистив хәтер үткәрүенә пропорциональ, RRAM синаптик авырлыкның программалаштырылган элементы буларак кулланылырга мөмкинлеген күрсәтә. Бу ике башлангыч сынау шуны күрсәтә: тәкъдим ителгән RRAM нигезендәге нейроморфик платформа төп Jeffress механизмының төп элементларын, ягъни тоткарлык сызыгын һәм очраклы детектор схемасын тормышка ашыра ала. Схема платформасы 3б рәсемендәге блоклар кебек бер-бер артлы блокларны тезеп, аларның капкаларын уртак кертү сызыгына тоташтырып төзелә. Без ике керем алучы нейроннан торган нейроморфик платформаны эшләдек, ясадык һәм сынадык (4а рәсем). Схема схемасы 4б рәсемдә күрсәтелгән. Upperгары 2 × 2 RRAM матрицасы кертү импульсларын ике чыгу нейронына юнәлтергә мөмкинлек бирә, ә түбән 2 × 2 матрица ике нейронны кабат тоташтырырга мөмкинлек бирә (N0, N1). Без күрсәтәбез, бу платформа тоткарлык сызыгы конфигурациясе һәм ике төрле очраклы детектор функциясе белән кулланыла ала, 4c-e рәсемендәге эксперименталь үлчәүләр күрсәткәнчә.
Ике чыгу нейроны N0 һәм N1 формалашкан схема схемасы 0 һәм 1 ике керүне кабул итә. Төсле RRAMлар уң яктагы HCS конфигурацияләнгән җайланмаларны күрсәтәләр: HCS җайланмалары тоташырга мөмкинлек бирә һәм авырлыкларны күрсәтә, LCS җайланмалары кертү импульсларын блоклый һәм нәтиҗәләргә тоташуны сүндерә. b Зәңгәр төстә күрсәтелгән сигез RRAM модуллы схема схемасы. c Соңга калу сызыклары DPI синапслары һәм LIF нейроннары динамикасын кулланып барлыкка килә. Яшел RRAM югары үткәргеч үткәрү өчен куелган, кертү тоткарланганнан соң чыгарылышта селкенү тудыра ала. d Вакытка бәйле сигналларны юнәлеш-сизгер CD-ның схематик иллюстрациясе. Чыгыш нейроны 1, N1, кыска тоткарлык белән 0 һәм 1 керемнәрендә янып тора. e юнәлеш сизгер CD схемасы, 1 кертү 0 кертүгә якынлашканда һәм 0 кертелгәннән соң килеп чыга торган схема. Схеманың чыгышы нейрон 1 (N1) белән күрсәтелә.
Соңга калу сызыгы (рәсем 4c) DPI синапсларының һәм LIF нейроннарының динамик тәртибен куллана, Tdel-ны тоткарлап, Vin1-дән Vout1-га кадәр. Vin1 һәм Vout1 белән тоташтырылган G3 RRAM гына HCS программалаштырылган, калган RRAMлар LCS программалаштырылган. G3 җайланмасы 92,6 µс өчен программалаштырылган, һәр импульс чыгу нейронының мембрана көчәнешен бусагага җитү һәм тоткарланган чыгу импульсын булдыру өчен. Тдел тоткарлануы синаптик һәм нейрон вакыт константалары белән билгеләнә. Очраклы детекторлар вакытлыча корреляцияләнгән, ләкин киң таралган кертү сигналларының килеп чыгуын ачыклыйлар. Dirнәлеш-сизгер CD гомуми чыгу нейронына әверелгән аерым керемнәргә таяна (Рәсем 4d). Vin0 һәм Vin1ны Vout1, G2 һәм G4 белән тоташтыручы ике RRAM югары үткәрү өчен программалаштырылган. Vin0 һәм Vin1 өстендә берьюлы табакларның килүе N1 нейрон мембранасының көчәнешен чыгару өчен кирәк булган бусагадан арттыра. Әгәр дә ике кертү вакытында бик ерак булса, беренче кертүдә тупланган мембрана көчәнешендәге корылма черергә вакыт булырга мөмкин, мембрана потенциалы N1 бусага бәясенә җитмәсен өчен. G1 һәм G2 якынча 65 µс өчен программалаштырылган, бу бер кертү артуы мембрананың көчәнешен чыгаруны арттырырлык итеп тәэмин итмәүне тәэмин итә. Космоста һәм вакытта таратылган вакыйгалар арасында очраклы очракны ачыклау - оптик агымга нигезләнгән киртәләрне булдырмау һәм тавыш чыганагын локализацияләү кебек киң сиземләү эшендә кулланылган төп операция. Шулай итеп, исәпләү юнәлешенә сизгер һәм сизгер CDлар визуаль һәм аудио локализация системаларын төзү өчен төп блок булып тора. Вакыт константаларының характеристикалары күрсәткәнчә (өстәмә рәсемне кара), тәкъдим ителгән схема дүрт зурлыктагы вакыт масштабының тиешле диапазонын кертә. Шулай итеп, ул бер үк вакытта визуаль һәм тавыш системалары таләпләренә җавап бирә ала. Ectionнәлешкә сизгер CD - импульсның киңлек тәртибенә сизгер схема: уңнан сулга һәм киресенчә. Бу Дрософила визуаль системасының төп хәрәкәтне ачыклау челтәрендәге төп блок, хәрәкәт юнәлешләрен исәпләү һәм бәрелешләрне ачыклау өчен кулланыла62. Directionнәлешкә сизгер CD-ка ирешү өчен, ике кертү ике төрле нейронга (N0, N1) юнәлтелергә тиеш һәм алар арасында юнәлешле бәйләнеш урнаштырылырга тиеш (4-нче рәсем). Беренче кертү кабул ителгәч, NOК аның мембранасы аша көчәнешне бусагадан артып, арту җибәреп реакция ясамый. Бу чыгару вакыйгасы, үз чиратында, яшел төстә күрсәтелгән юнәлешле тоташу аркасында N1 яндыра. Әгәр дә кертү вакыйгасы Vin1 килеп, N1 энергия бирә, аның мембранасы көчәнеше әле дә югары булса, N1 ике керү арасында матч табылганын күрсәтүче чыгыш вакыйгасын чыгара. Ectionнәлешле бәйләнешләр N1 чыгаруны чыгарырга мөмкинлек бирә, 1 кертү 0 кертелгәннән соң гына. G0, G3, һәм G7 73,5 µS, 67.3 µS, һәм 40.2 µS программалаштырылган булса, Vin0 кертүдә бер сикерү тоткарлануга китерә. N1′ мембранасы потенциалы синхронга килеп җиткәч кенә бусагага җитә. .
Variзгәрешлелек - модельләнгән нейроморфик системаларда камилсезлек чыганагы63,64,65. Бу нейроннарның һәм синапсларның гетероген тәртибенә китерә. Мондый җитешсезлекләргә мисаллар кертү кеременең 30% (уртача стандарт тайпылыш) үзгәрүчәнлеген, вакытның даими һәм отышлы чорын үз эченә ала, ләкин берничә (исемнәрне карагыз). Бу проблема берничә нейрон схемасы бергә тоташканда тагын да ачыклана, мәсәлән, ике нейроннан торган ориентациягә сизгер CD. Дөрес эшләү өчен, ике нейронның табыш һәм черү вакыты тотрыклы булырга мөмкин. Мәсәлән, кертү табышының зур аермасы бер нейронның кертү импульсына чиктән тыш реакция ясарга мөмкин, ә икенче нейрон бик җаваплы. Инҗирдә. Рәсем 5а күрсәтә, очраклы сайланган нейроннар бер үк кертү импульсына төрлечә җавап бирә. Бу нейрон үзгәрүчәнлеге, мәсәлән, юнәлешкә сизгер CD-лар функциясенә кагыла. Инҗирдә күрсәтелгән схемада. 5б, с, 1 нейронның кереме нейронныкыннан күпкә югарырак. Шулай итеп, нейрон 0 бусагага ирешү өчен өч кертү импульсын таләп итә, һәм нейрон 1, көтелгәнчә, ике кертү вакыйгасына мохтаҗ. Вакытка бәйле биомиметик пластиклылыкны (STDP) тормышка ашыру - төгәл булмаган һәм әкрен нейрон һәм синаптик схемаларның система эшенә йогынтысын йомшарту өчен мөмкин ысул43. Монда без резистив хәтернең пластик тәртибен нейрон кертү көчен арттыру һәм нейроморфик схемалардагы үзгәрүчәнлек тәэсирен киметү чарасы итеп кулланырга тәкъдим итәбез. Инҗирдә күрсәтелгәнчә. 4e, RRAM синаптик масса белән бәйләнгән үткәрү дәрәҗәләре тиешле нейр мембранасы көчәнеш реакциясен эффектив модульләштерделәр. Без RRAM программалаштыру стратегиясен кулланабыз. Бирелгән кертү өчен, синаптик авырлыкларның үткәрү кыйммәтләре схеманың максатчан тәртибе алынганчы яңадан программалаштырыла (Методларны кара).
Шул ук кертү импульсына очраклы сайланган тугыз нейронның реакциясен эксперименталь үлчәү. Inputавап популяцияләр арасында үзгәрә, керемнәрнең артуына һәм вакытның даими булуына тәэсир итә. b Нейроннарның юнәлешкә сизгер CD тәэсир иткән нейроннарның үзгәрүенә тәэсирен эксперименталь үлчәү. Ике юнәлешкә сизгер CD чыгару нейроннары нейрон-нейрон үзгәрүчәнлеге аркасында кертү стимулына төрлечә җавап бирә. Нейрон 0 нейрон 1 белән чагыштырганда түбән керемгә ия, шуңа күрә чыгу чыганагын булдыру өчен өч кертү импульсы кирәк (1 урынына). Көтелгәнчә, нейрон 1 кертү вакыйгасы белән бусагага җитә. Әгәр 1 нейрон 0 янгыннан соң Δt = 50 µ килеп җитсә, CD эндәшми, чөнки Δt нейронның даими вакытыннан зуррак (якынча 22 µс). c Δt = 20 µs белән киметелә, 1 нейронның атуы әле дә югары булганда, кертү 1 иң югары, нәтиҗәдә бер үк вакытта ике кертү вакыйгасы ачыклана.
ITD исәпләү баганасында кулланылган ике элемент - тоткарлык сызыгы һәм юнәлеш сизгер CD. Ике схема да объектның урнашу дәрәҗәсен тәэмин итү өчен төгәл калибрлау таләп итә. Соңга калу сызыгы кертү чокының төгәл тоткарланган версиясен китерергә тиеш (6а рәсем), һәм CD кертү максатны ачыклау диапазонына кергәндә генә актив булырга тиеш. Соңга калу сызыгы өчен, керү тоташуларының синаптик авырлыклары (4а рәсемдә G3) максатчан тоткарлык алынганчы яңадан программалаштырылды. Программаны туктатыр өчен, максатчан тоткарлану тирәсендә толерантлык куегыз: толерантлык никадәр аз булса, тоткарлык сызыгын уңышлы кую авыррак. Инҗирдә. 6б рәсемдә тоткарлык сызыгын калибрлау процессы нәтиҗәләре күрсәтелгән: тәкъдим ителгән схема проект схемасында кирәк булган барлык тоткарлыкларны төгәл тәэмин итә ала (10-300 μс). Калибрлау максималь саны калибрлау процессының сыйфатына тәэсир итә: 200 кабатлау хатаны 5% тан киметергә мөмкин. Бер калибрлау итерациясе RRAM күзәнәгенең куелган / яңарту эшенә туры килә. Тюнинг процессы шулай ук ​​CD модулының төгәл вакыйганы ачыклау төгәллеген яхшырту өчен бик мөһим. Чын уңай ставкага ирешү өчен ун калибрлау кабатлануы кирәк булды (ягъни вакыйгалар тизлеге актуаль дип билгеләнгән) 95% тан югары (6-нчы рәсемдә зәңгәр сызык). Ләкин көйләү процессы ялган позитив вакыйгаларга тәэсир итмәде (ягъни, актуаль дип танылган вакыйгаларның ешлыгы). Биологик системаларда тиз активлашкан юлларның вакыт чикләрен җиңү өчен күзәтелгән тагын бер ысул - артык артыклык (ягъни бер функцияне башкару өчен бер үк объектның күп нөсхәләре кулланыла). Биология66 белән илһамланып, ялган позитивларның йогынтысын киметү өчен, ике CD сызыгы арасында һәр CD модулына берничә CD схемасы урнаштырдык. Инҗирдә күрсәтелгәнчә. 6c (яшел сызык), һәр CD модулына өч CD элементын урнаштыру ялган сигнализация тизлеген 10–2 дән киметергә мөмкин.
Нейрон үзгәрүчәнлекнең тоткарлык сызыгына тәэсире. b Тоташу схемалары зур LIF нейроннарының һәм DPI синапсларының вакыт константаларын зур кыйммәтләргә куеп зур тоткарлыкларга кадәр киңәйтелергә мөмкин. RRAM калибрлау процедурасының кабатлаулар санын арттыру максатчан тоткарлануның төгәллеген яхшыртырга мөмкинлек бирде: 200 тапкыр кабатлау хатаны 5% тан киметте. Бер кабатлау RRAM шакмакындагы SET / RESET операциясенә туры килә. C Jeffress моделендәге һәр CD модуле N параллель CD элементларын кулланып, система җитешсезлекләренә карата зуррак сыгылу өчен тормышка ашырылырга мөмкин. d Күбрәк RRAM калибрлау итерациясе чын уңай ставканы (зәңгәр сызык) арттыра, ялган позитив ставка кабатлау саныннан бәйсез (яшел сызык). Күбрәк CD элементларын параллель урнаштыру CD модулының матчларын ялган ачыклаудан саклый.
Хәзер без pMUT сенсорының, CD-ның акустик үзлекләрен үлчәү һәм нейроморфик исәпләү графигын тәшкил иткән сызык схемаларын үлчәү ярдәмендә 2-нче рәсемдә күрсәтелгән ахыр-ахыр интеграль объект локализация системасының эшләвен һәм энергия куллануны бәялибез. Джефресс моделе (1а рәсем). Нейроморфик исәпләү графигына килгәндә, CD модуллары саны күп булса, почмак резолюциясе яхшырак, шулай ук ​​системаның энергиясе дә югары (7а рәсем). Аерым компонентларның (pMUT сенсорлары, нейроннар, синаптик схемалар) төгәллеген бөтен системаның төгәллеге белән чагыштырып, компромисска ирешеп була. Соңга калу сызыгы резолюциясе симуляцияләнгән синапсларның һәм нейроннарның вакыт константалары белән чикләнә, алар безнең схемада 10 µтан артып китәләр, бу 4 ° почмак резолюциясенә туры килә (Методларны карагыз). CMOS технологиясе белән тагын да алдынгы төеннәр түбән вакыт тотрыклы нейрон һәм синаптик схемалар дизайнын ясарга мөмкинлек бирәчәк, нәтиҗәдә тоткарлык сызыгы элементларының төгәллеге. Ләкин, безнең системада төгәллек pMUT хата белән почмак позициясен бәяләгәндә чикләнә, ягъни 10 ° (7а рәсемдә зәңгәр горизонталь сызык). CD модульләренең санын 40ка билгеләдек, бу якынча 4 ° почмак резолюциясенә туры килә, ягъни исәпләү графигының почмак төгәллеге (7а рәсемдә ачык зәңгәр горизонталь сызык). Система дәрәҗәсендә бу 4 ° резолюция һәм сенсор системасы алдында 50 см урнашкан объектлар өчен 10 ° төгәллек бирә. Бу кыйммәт нейроморфик тавыш локализация системалары белән чагыштырыла. 67. Тәкъдим ителгән системаны сәнгатьнең торышы белән чагыштыру өстәмә таблицада табылырга мөмкин. Өстәмә pMUTлар өстәү, акустик сигнал дәрәҗәсен күтәрү һәм электрон тавышны киметү локализация төгәллеген тагын да яхшырту ысуллары. ) 9,7 белән бәяләнә. nz. 55. Хисаплау графигында 40 CD берәмлеге бирелгән, SPICE симуляциясе операциягә энергияне (ягъни объект урнаштыру энергиясе) 21,6 nJ дип бәяләде. Нейроморфик система кертү вакыйгасы булганда гына активлаштырыла, ягъни акустик дулкын теләсә нинди pMUT кабул итүчесенә килеп җиткәч һәм ачыклау бусагасын узгач, ул актив түгел. Бу кертү сигналы булмаганда кирәксез энергия кулланудан саклый. 100 Гц локализация операцияләренең ешлыгын һәм операциягә 300 µs активлаштыру вакытын (мөмкин булган максималь ITD) исәпкә алсак, нейроморфик исәпләү графигының энергия куллануы 61,7 нВт. Pәрбер pMUT кабул итүчесенә нейроморфик алдан эшкәртү белән, бөтен системаның энергия куллануы 81,6 нВтка җитә. Тәкъдим ителгән нейроморфик алымның энергия эффективлыгын гадәти җиһазлар белән чагыштырганда, без бу санны нейроморфик яки гадәти нур формалаштыру осталыгы ярдәмендә хәзерге аз көчле микроконтрольдә шул ук эшне башкару өчен кирәк булган энергия белән чагыштырдык. Нейроморфик алым аналог-санлы конвертер (ADC) этапны саный, аннары тасма фильтры һәм конвертны чыгару этабы (Teeger-Kaiser ысулы). Ниһаять, ToF чыгару өчен бусага операциясе башкарыла. ToF нигезендә ITD-ны исәпләүдән һәм почмак позициясенә күчүдән баш тарттык, чөнки бу һәр үлчәү өчен бер тапкыр була (Методларны карагыз). Ике каналда (pMUT кабул итүчеләре) 250 кГц үрнәк алу ставкасын, 18 тасма фильтр операциясен, 3 конвертны чыгару операциясен һәм бер үрнәк өчен 1 бусага операциясен алсак, гомуми энергия куллану 245 микроватт белән бәяләнә. Бу микроконтрольның аз көчле режимын куллана 69, ул алгоритмнар эшләмәгәндә кабызыла, бу энергия куллануны 10,8 µВга кадәр киметә. Белешмәлектә тәкъдим ителгән яктырткыч сигнал эшкәртү чишелешенең энергия куллануы. 31, 5 pMUT кабул итүчесе һәм 11 нуры азимут яссылыгында бертигез таралган [-50 °, + 50 °], 11,71 мВт (детальләр өчен методлар бүлеген карагыз). Моннан тыш, без FPGA47 нигезендәге вакыт аермасы кодлау (TDE) энергия куллану турында хәбәр итәбез, объектны локализацияләү өчен Jeffress моделен алыштыру өчен 1,5 мВт бәяләнгән. Бу сметаларга нигезләнеп, тәкъдим ителгән нейроморфик алым энергия куллануны биш заказга киметә, микроконтроль белән чагыштырганда, объектны локализацияләү өчен классик яктырту техникасын куллана. Классик микроконтрольда сигнал эшкәртүгә нейроморфик караш кабул итү, энергия куллануны ике зурлыкта киметә. Тәкъдим ителгән системаның эффективлыгын хәтер исәпләүләрен башкарырга сәләтле асинхрон резистив-хәтер аналог схемасы кушылуы һәм сигналларны сизү өчен аналог-санлы конверсия булмау белән аңлатырга мөмкин.
CD модуллары санына карап локализация операциясенең почмак резолюциясе (зәңгәр) һәм энергия куллану (яшел). Кара зәңгәр горизонталь сызык PMUTның почмак төгәллеген, ачык зәңгәр горизонталь сызык нейроморфик исәпләү графигының почмак төгәллеген күрсәтә. b Тәкъдим ителгән системаның энергия куллануы һәм каралган ике микроконтроль белән чагыштыру һәм Вакыт аермасы кодлау (TDE) 47 FPGA санлы кертү.
Максатлы локализация системасының энергия куллануны киметү өчен, без RRAM нигезендә эффектив, вакыйгага нигезләнгән нейроморфик схеманы уйлап таптык, эшләдек һәм максатлы объектның торышын исәпләү өчен урнаштырылган сенсорлар тарафыннан ясалган сигнал мәгълүматларын эшкәртәбез. вакыт. . Традицион эшкәртү ысуллары ачыкланган сигналларны өзлексез үрнәк итеп алалар һәм файдалы мәгълүмат алу өчен исәпләүләр ясыйлар, тәкъдим ителгән нейроморфик чишелеш файдалы мәгълүматлар килгәндә исәпләүләрне асинхрон рәвештә башкара, системаның энергия эффективлыгын биш заказ буенча максимальләштерә. Моннан тыш, без RRAM нигезендәге нейроморфик схемаларның сыгылмалылыгын күрсәтәбез. RRAMның үзгәрүчән булмаган тәртиптә (пластиклылык) үткәрү сәләтен үзгәртү сәләте ультра түбән көчле аналог DPI синаптик һәм нейрон схемаларының табигый үзгәрүен каплый. Бу RRAM нигезендәге схеманы күпкырлы һәм көчле итә. Безнең максат - сигналлардан катлаулы функцияләрне яки үрнәкләрне чыгару түгел, ә объектларны реаль вакытта локальләштерү. Безнең система шулай ук ​​сигналны эффектив кысып, кирәк булганда катлаулырак карарлар кабул итү өчен алга таба эшкәртү адымнарына җибәрә ала. Локальләштерү кушымталары контекстында безнең нейроморфик эшкәртү адымнары объектларның урнашуы турында мәгълүмат бирә ала. Бу мәгълүмат, мәсәлән, хәрәкәтне ачыклау яки ишарәләрне тану өчен кулланылырга мөмкин. Без pMUTs кебек ультра түбән энергия сенсорларын ультра түбән энергия электроникасы белән берләштерү мөһимлеген ассызыклыйбыз. Моның өчен нейроморфик алымнар бик мөһим булды, чөнки алар безне Jeffress моделе кебек биологик рухландырылган исәпләү ысулларының яңа схемаларын кертүгә этәрделәр. Сенсор кушылу кушымталары контекстында безнең система төгәл мәгълүмат алу өчен берничә төрле вакыйгага нигезләнгән сенсорлар белән берләштерелергә мөмкин. Очлар караңгыда ерткыч табуда бик оста булса да, аларның күзләре бик яхшы, ерткычны тотар алдыннан берләштерелгән ишетү һәм визуаль эзләү ясыйлар. Билгеле ишетү нейроны янгач, карчык визуаль эзләнүне кайсы юнәлештә башларга икәнен билгеләргә кирәк булган мәгълүматны ала, шулай итеп игътибарын визуаль күренешнең кечкенә өлешенә юнәлтә. Киләчәк автоном агентлар үсеше өчен визуаль сенсорлар (DVS камерасы) һәм тәкъдим ителгән тыңлау сенсоры (pMUT нигезендә) өйрәнелергә тиеш.
PMUT сенсоры PCB-та урнашкан, якынча 10 см арада ике кабул итүче, һәм тапшыргыч кабул итүчеләр арасында урнашкан. Бу эштә һәр мембрана - ике катлы пиезоэлектрик алюминий нитридтан (AlN) 800 нм калынлыктагы молибден (Mo) 200 нм калынлыктагы сандугачлы һәм 200 нм калынлыктагы катлам белән капланган асылмалы биморф структурасы. белешмәлектә сурәтләнгәнчә югары пассивлаштыручы SiN катламы. 71. Эчке һәм тышкы электродлар молибденның аскы һәм өске катламнарына кулланыла, ә урта молибден электроды тәртипсез һәм җир буларак кулланыла, нәтиҗәдә дүрт пар электродлы мембрана барлыкка килә.
Бу архитектура гомуми мембрана деформациясен кулланырга мөмкинлек бирә, нәтиҗәдә тапшыру яхшыра һәм сизгерлек ала. Мондый pMUT гадәттә эмитер буларак 700 nm / V дулкынлану сизгерлеген күрсәтә, 270 Pa / V өслек басымын тәэмин итә. Кабул алучы буларак, бер pMUT фильмы 15 nA / Pa кыска схема сизгерлеген күрсәтә, бу турыдан-туры AlN пиезоэлектрик коэффициенты белән бәйле. AlN катламындагы көчәнешнең техник үзгәрүчәнлеге резонант ешлыгының үзгәрүенә китерә, бу pMUTка DC тигезлеген кулланып компенсацияләнергә мөмкин. DC сизгерлеге 0,5 кГц / В белән үлчәнде. Акустик характеристика өчен pMUT алдында микрофон кулланыла.
Эхо импульсын үлчәү өчен, без чыгарылган тавыш дулкыннарын чагылдыру өчен pMUT алдында якынча 50 см2 мәйданлы турыпочмаклы тәлинкә куйдык. Тәлинкәләр һәм pMUT яссылыгына карата почмак арасы махсус тоткычлар ярдәмендә контрольдә тотыла. Тектроникс CPX400DP көчәнеш чыганагы өч pMUT мембранасын аера, резонанс ешлыгын 111,9 кГц31 көйли, тапшыргычлар резонанс ешлыгына көйләнгән Тектроникс AFG 3102 импульс генераторы һәм 0.01 дежур циклы. Pәрбер pMUT кабул итүчесенең дүрт чыгу портыннан укылган агымнар махсус дифференциаль ток һәм көчәнеш архитектурасы ярдәмендә көчәнешкә әвереләләр, һәм килеп чыккан сигналлар Spektrum мәгълүмат алу системасы белән цифрлаштырыла. Ачыклау лимиты төрле шартларда pMUT сигнал алу белән аерылып торды: без рефлекторны төрле дистанцияләргә күчердек [30, 40, 50, 60, 80, 100] см һәм pMUT ярдәм почмагын үзгәрттек ([0, 20, 40] o ) 2б рәсемдә градустагы тиешле почмак торышына карап вакытлыча ITD ачыклау резолюциясе күрсәтелгән.
Бу мәкалә ике төрле RRAM схемасын куллана. Беренчесе - бер транзистор һәм бер резистор белән 1T1R конфигурациясендә 16,384 (16,000) җайланма (128 × 128 җайланма). Икенче чип - 4а рәсемдә күрсәтелгән нейроморфик платформа. RRAM күзәнәге TiN / HfO2 / Ti / TiN стакасына урнаштырылган 5 нм калынлыктагы HfO2 фильмнан тора. RRAM стакасы стандарт 130nm CMOS процессының арткы сызыгына (BEOL) интеграцияләнгән. RRAM нигезендәге нейроморфик схемалар RRAM җайланмалары традицион CMOS технологиясе белән бергә яшәгән барлык аналоглы электрон системалар өчен дизайн проблемасы тудыралар. Аерым алганда, RRAM җайланмасының үткәрү торышы укылырга һәм система өчен функция үзгәрүчесе буларак кулланылырга тиеш. Бу максаттан, схема эшләнде, ясалды һәм сынады, ул кертү импульсы кабул ителгәндә җайланмадан токны укый һәм бу токны дифференциаль пар интеграторы (DPI) синапсының җавапын үлчәү өчен куллана. Бу схема 3а рәсемдә күрсәтелгән, ул 4а рәсемдә нейроморфик платформаның төп төзелеш блокларын күрсәтә. Керү импульсы 1T1R җайланмасы капкасын активлаштыра, RRAM аша токны җайланманың үткәрү пропорциональ пропорциональ G (Iweight = G (Vtop - Vx)) пропорциональ итә. Оператив көчәйткечнең (оп-амп) чылбырының кире кертүе даими DC көчәнеш Vtop бар. Op-amp-ның тискәре җаваплары V1 = Vtop белән M1-дән тигез ток биреп тәэмин итәчәк. Theайланмадан алынган хәзерге авырлык DPI синапсына укол. Көчлерәк ток күбрәк деполаризациягә китерәчәк, шуңа күрә RRAM үткәрү синаптик авырлыкларны эффектив куллана. Бу экспоненциаль синаптик ток Leaky Integration and Excitation (LIF) нейроннарының мембрана конденсаторы аша инъекцияләнә, анда ул көчәнеш кебек интеграцияләнә. Әгәр дә мембрананың бусага көчәнеше (инвертерның күчү көчәнеше) җиңелсә, нейронның чыгу өлеше активлаша, чыгу чокырын чыгара. Бу импульс кире кайта һәм нейронның мембрана конденсаторын җиргә ташлый, һәм аның агып китүенә китерә. Аннары бу схема импульс экспандеры белән тулыландырыла (3а рәсемдә күрсәтелмәгән), ул LIF нейронының импульсын максатчан импульс киңлегенә формалаштыра. Мультиплексерлар шулай ук ​​һәр сызыкка корылган, бу RRAM җайланмасының өске һәм аскы электродларына көчәнеш кулланырга мөмкинлек бирә.
Электр тесты аналог схемаларның динамик тәртибен анализлау һәм яздыруны, шулай ук ​​программалаштыру һәм RRAM җайланмаларын укуны үз эченә ала. Ике адым да махсус кораллар таләп итә, аларның барысы да бер үк вакытта сенсор тактасына тоташтырылган. Нейроморфик схемаларда RRAM җайланмаларына керү тышкы кораллардан мультиплексер (MUX) аша башкарыла. MUX 1T1R күзәнәген ул булган схемадан аера, җайланманы укырга һәм / яки программалаштырырга мөмкинлек бирә. RRAM җайланмаларын программалаштыру һәм уку өчен, Китли 4200 SCS машинасы Arduino микроконтроль белән берлектә кулланыла: беренчесе импульсны төгәл ясау һәм хәзерге уку өчен, икенчесе хәтер массивындагы аерым 1T1R элементларына тиз керү өчен. Беренче операция - RRAM җайланмасын формалаштыру. Күзәнәкләр бер-бер артлы сайлана һәм өске һәм аскы электродлар арасында уңай көчәнеш кулланыла. Бу очракта ток дистәләрчә микроампер тәртибе белән чикләнә, селектор транзисторына тиешле капка көчәнеше белән тәэмин итү аркасында. Аннары RRAM күзәнәге түбән үткәргеч халәт (LCS) һәм RESET һәм SET операцияләрен кулланып югары үткәргеч халәт (HCS) арасында цикл ясый ала. SET операциясе 1 μс озынлыгы белән турыпочмаклы көчәнеш импульсын һәм өске электродка иң зур көчәнеш 2,0-2,5 В, һәм охшаш көчәнешнең синхрон импульсын 0,9-1,3 В көчәнеш белән кулланып башкарыла. селектор транзисторы капкасы. Бу кыйммәтләр RRAM үткәрүне 20-150 µ аралыгында модульләштерергә мөмкинлек бирә. RESET өчен, 1 µ киңлектә, 3 V иң югары импульс күзәнәкнең аскы электродына (бит сызыгына) кулланыла, капка көчәнеше 2,5-3.0 V. диапазонында булганда, аналог схемаларның керемнәре һәм чыгу динамик сигналлар. . Керү өчен, без ике HP 8110 импульс генераторын Tektronix AFG3011 сигнал генераторлары белән бәйләдек. Керү импульсының киңлеге 1 µс һәм күтәрелү / төшү кыры 50 нс. Бу төр импульс аналог глитка нигезләнгән схемаларда типик глит дип санала. Чыгыш сигналына килгәндә, чыгу сигналы Teledyne LeCroy 1 GHz осиллоскоп ярдәмендә яздырылган. Осиллоскопны алу тизлеге район мәгълүматларын анализлау һәм алуда чикләүче фактор түгеллеге исбатланды.
Нейроннар һәм синапсларның тәртибен охшату өчен аналог электроника динамикасын куллану - исәпләү эффективлыгын күтәрү өчен нәфис һәм эффектив чишелеш. Бу исәпләү нигезенең җитешсезлеге шунда: ул схемадан схемага кадәр үзгәрәчәк. Без нейроннарның һәм синаптик схемаларның үзгәрүчәнлеген бәяләдек (өстәмә рәсем 2а, б). Variзгәрешлелекнең барлык күренешләреннән, вакыт тотрыклылыгы һәм кертү табышы белән бәйләнгәннәр система дәрәҗәсендә иң зур йогынты ясыйлар. LIF нейронының һәм DPI синапсының вакыт тотрыклылыгы RC схемасы белән билгеләнә, монда R кыйммәте транзистор капкасына кулланылган көчәнеш көчәнеше белән идарә ителә (нейрон өчен Vlk һәм синапс өчен Втау), агып чыгу дәрәҗәсе. Керү кереме синаптик һәм нейрон мембрана конденсаторлары ирешкән импульс белән стимуллаштырылган иң югары көчәнеш дип билгеләнә. Керү кереме кертү токын модульләштерүче бүтән транзистор белән идарә ителә. ST Microelectronics '130nm процессында калибрланган Монте-Карло симуляциясе кайбер керемнәрне һәм вакыт статистикасын җыю өчен башкарылды. Нәтиҗә өстәмә рәсем 2-дә китерелгән, анда кертү табышы һәм вакыт тотрыклылыгы агып чыгу тизлеген контрольдә тоту көчәнеш функциясе буларак бәяләнә. Яшел маркерлар вакытның стандарт тайпылышын уртачадан саныйлар. Нейроннар да, синаптик схемалар да, өстәмә рәсем схемасында күрсәтелгәнчә, 10-5-10-2 s диапазонында күп вакыт тотрыклылыгын күрсәтә алдылар. Нейрональ һәм синапс үзгәрүчәнлеген кертү көчәйтү көче (өстәмә рәсем 2e, d) якынча 8% һәм 3% иде. Мондый җитешсезлек әдәбиятта яхшы документлаштырылган: LIF63 нейроннары популяциясе арасындагы туры килмәүне бәяләү өчен DYNAP чиплары массивында төрле үлчәүләр үткәрелде. BrainScale катнаш сигнал чипындагы синапслар үлчәнде һәм аларның туры килмәве анализланды, һәм система дәрәҗәсендәге үзгәрүчәнлек эффектын киметү өчен калибрлау процедурасы тәкъдим ителде64.
Нейроморфик схемаларда RRAM функциясе икеләтә: архитектура билгеләмәсе (керемнәргә чыгу) һәм синаптик авырлыкларны тормышка ашыру. Соңгы мөлкәт модельләнгән нейроморфик схемаларның үзгәрүчәнлеге проблемасын чишү өчен кулланылырга мөмкин. Без гади калибрлау процедурасын эшләдек, ул анализланган схема кайбер таләпләргә туры килгәнче RRAM җайланмасын яңадан программалаштыруны үз эченә ала. Бирелгән кертү өчен, чыгыш күзәтелә һәм RRAM максатчан тәртипкә ирешкәнче яңадан программалаштырыла. Программалаштыру операцияләре арасында RRAM ял итү проблемасын чишү өчен 5 с көтү вакыты кертелде, вакытлыча үткәрү үзгәрүенә китерә (өстәмә мәгълүмат). Синаптик авырлыклар модельләштерелгән нейроморфик схема таләпләренә туры китереп көйләнә яки калибрлана. Калибрлау процедурасы өстәмә алгоритмнарда ясала [1, 2], алар нейроморфик платформаларның ике төп үзенчәлегенә, тоткарлык сызыкларына һәм юнәлешкә сизгер CD. Соңга калу сызыгы булган схема өчен, максатчан тәртип - чыгу импульсын тоткарлау белән тәэмин итү. Әгәр дә чылбырның тоткарлануы максатчан бәядән кимрәк булса, G3 синаптик авырлыгы кимергә тиеш (G3 яңадан торгызылырга тиеш, аннары түбән туры ток Icc итеп куелырга тиеш). Киресенчә, әгәр фактик тоткарлык максатчан кыйммәттән зуррак булса, G3 үткәрүчәнлеген арттырырга кирәк (G3 башта яңадан торгызылырга, аннары югары Icc кыйммәтенә куелырга тиеш). Бу процесс схема аркасында тудырылган тоткарлык максатчан бәягә туры килгәнче һәм калибрлау процессын туктатыр өчен толерантлык куелганчы кабатлана. Ориентациягә сизгер булмаган CDлар өчен калибрлау процессында ике RRAM җайланмасы, G1 һәм G3 катнаша. Бу схеманың ике кереме бар, Vin0 һәм Vin1, dt белән тоткарланган. Схема туры килү диапазоны астындагы тоткарлыкларга гына җавап бирергә тиеш [0, dtCD]. Әгәр чыгу чокы булмаса, ләкин кертү иң якын булса, RRAM җайланмаларының икесе дә нейрон бусагасына ярдәм итәр өчен көчәйтелергә тиеш. Киресенчә, әгәр схема dtCD максат диапазоныннан арткан тоткарлыкка җавап бирсә, үткәрү киметелергә тиеш. Дөрес тәртип алынганчы процессны кабатлагыз. Тапшыру токы урнаштырылган аналог схемасы белән модуляцияләнергә мөмкин. 72.73. Бу урнаштырылган схема ярдәмендә мондый процедуралар системаны калибрлау яки аны башка кушымта өчен кабат куллану өчен вакыт-вакыт башкарылырга мөмкин.
Нейроморфик сигнал эшкәртү ысулының энергия куллануны стандарт 32 битлы микроконтроль 68 буенча бәялибез. Бу бәяләүдә без бу кәгазьдәге кебек көйләү белән, бер pMUT тапшыргыч һәм ике pMUT кабул итүчесе белән эш итәбез. Бу ысул полоса фильтрын куллана, аннары конвертны чыгару адымы (Teeger-Kaiser), һәм ниһаять, очыш вакытын алу өчен сигналга бусага операциясе кулланыла. ITD-ны исәпләү һәм аны ачыклау почмакларына әйләндерү бәяләүдә калдырылды. Без 18 йөзүче нокта операциясен таләп итүче 4-нче заказ чиксез импульс җавап фильтрын кулланып, тасма аша фильтрны тормышка ашыруны саныйбыз. Конвертны чыгару тагын өч йөзүче нокта куллана, һәм соңгы операция бусагасын билгеләү өчен кулланыла. Сигналны эшкәртү өчен барлыгы 22 йөзүче нокта операциясе кирәк. Тапшырылган сигнал - кыска шартлау, 111,9 кГц син дулкын формасы, һәр 10 мс барлыкка килә, нәтиҗәдә урнашу ешлыгы 100 Гц. Nyquist белән туры килү өчен без 250 кГц үрнәк алу ставкасын һәм 1 метр диапазонын алу өчен һәр үлчәү өчен 6 мс тәрәзә кулландык. Игътибар итегез, 6 миллисекунд - 1 метр ераклыктагы объектның очыш вакыты. Бу 0,5 MSPS дәрәҗәсендә A / D конверсиясе өчен 180 µW энергия куллануны тәэмин итә. Сигналны эшкәртү 6,60 МИПС (секундына күрсәтмәләр), 0,75 мВт. Ләкин, алгоритм эшләмәгәндә, микроконтроль түбән энергия режимына күчә ала. Бу режим 10,8 μВ статик энергия куллануны һәм уяну вакытын 113 μ тәэмин итә. 84 МГц сәгать ешлыгын исәпкә алып, микроконтроль нейроморфик алгоритмның барлык операцияләрен 10 мс эчендә тәмамлый, һәм алгоритм 6,3% дежур циклын исәпли, шулай итеп түбән энергия режимын куллана. Нәтиҗә ясалган көч 244,7 μВт. Игътибар итегез, без ITD чыгаруны ToF-тан һәм ачыклау почмагына әйләндерүне калдырабыз, шулай итеп микроконтрольнең энергия куллануны бәяләп бетермибез. Бу тәкъдим ителгән системаның энергия эффективлыгы өчен өстәмә кыйммәт бирә. Өстәмә чагыштыру шарты буларак, без белешмәлектә тәкъдим ителгән классик яктырту ысулларының энергия куллануны бәялибез. Шул ук микроконтроль 68 эчендә 1,8В тәэмин итү көчәнешендә 31.54. Биш тигез аралы pMUT мембранасы яктырту өчен мәгълүмат алу өчен кулланыла. Эшкәртүнең үзенә килгәндә, кулланылган нурландыру ысулы - йомгаклау. Бу бер полоса белән белешмә полосасы арасындагы килү вакытындагы көтелгән аермага туры килгән полосаларга тоткарлыкны кулланудан тора. Әгәр сигналлар этапта булса, бу сигналларның суммасы вакыт сменасыннан соң югары энергиягә ия булачак. Әгәр алар этаптан чыкса, җимергеч комачаулык аларның суммасының энергиясен чикләячәк. мөнәсәбәттә. Инҗирдә. 31, 2 МГц сайлау ставкасы мәгълүматны саннар саны буенча күчерү өчен сайлана. Тыйнакрак ысул - 250 кГц тизлек үрнәген саклап калу һәм фракциональ тоткарлыкларны синтезлау өчен Finite Impulse Response (FIR) фильтрын куллану. Без алгоритмның катлаулылыгы, нигездә, вакыт сменасы белән билгеләнәчәк дип уйларбыз, чөнки һәр канал FIR фильтры белән һәр юнәлештә 16 кран белән кушылган. Бу операция өчен кирәк булган MIPS санын исәпләү өчен, без 1 метр, 5 канал, 11 яктырткыч юнәлеш (10 ° адымда +/- 50 ° диапазоны) алу өчен үлчәү өчен 6мс тәрәзә карыйбыз. Секундына 75 үлчәү микроконтрольны максимум 100 MIPSкә этәрде. Ссылка. 68, нәтиҗәдә, борттагы ADC өлешен өстәгәннән соң, 11,71 мВт көченең гомуми таралуы өчен 11,26 мВт көченең таралуы.
Бу тикшеренү нәтиҗәләрен раслаучы мәгълүматлар тиешле сорау буенча тиешле автор FMдан бирелә.
Индивери, Г. Индивери, Г.Индивери Г. һәм Сандамирская Y. Нейроморфик агентларда сигнал эшкәртү өчен киңлекнең һәм вакытның мөһимлеге: әйләнә-тирә мохит белән үзара бәйләнештә аз көчле автоном агентларны үстерү проблемасы. Индивери, Г. & Сандамирская, Y. 空间和时间对于神经形态代理中信号处理的重要性：开发与环境交互的低功耗、自主代理的挑战。 Индивери, Г. & Сандамирская, Y.Индивери Г. һәм Сандамирская Y. Нейроморфик агентларда сигнал эшкәртү өчен киңлекнең һәм вакытның мөһимлеге: әйләнә-тирә мохит белән үзара бәйләнештә аз көчле автоном агентларны үстерү проблемасы.IEEE сигнал эшкәртү. Журнал 36, 16–28 (2019).
Торп, SJ Пикның килү вакыты: эффектив нейрон челтәрне кодлау схемасы. Экмиллерда, Р., Хартман, Г. & Хауске, Г. (ред.). Экмиллерда, Р., Хартман, Г. & Хауске, Г. (ред.).Экмиллерда, Р., Хартман, Г. һәм Хауске, Г. (ред.).Экмиллерда Р., Хартман, Г., һәм Хауске Г. (ред.). Нейр системаларында һәм компьютерларда параллель эшкәртү 91–94 (Төньяк-Голландия Elsevier, 1990).
Леви, WB & Calvert, VG Communication кеше кортексындагы исәпләүгә караганда 35 тапкыр күбрәк энергия куллана, ләкин синапс санын алдан әйтү өчен ике чыгым да кирәк. Леви, WB & Calvert, VG Communication кеше кортексындагы исәпләүгә караганда 35 тапкыр күбрәк энергия куллана, ләкин синапс санын алдан әйтү өчен ике чыгым да кирәк.Леви, WB һәм Calvert, WG Communication кеше кортексындагы исәпләүгә караганда 35 тапкыр күбрәк энергия куллана, ләкин синапслар санын алдан әйтү өчен ике чыгым да кирәк. Леви, WB & Calvert, VG элемтә 消耗的能量是人类皮层计算的 35 倍，但这两种成本都需要预测突触数量。 Леви, WB & Calvert, VG АралашуЛеви, WB һәм Calvert, WG Communication кеше кортексындагы исәпләүгә караганда 35 тапкыр күбрәк энергия куллана, ләкин ике чыгым да синапс санын алдан әйтүне таләп итә.процесс. Милли Фәннәр Академиясе. фән. АКШ 118, https://doi.org/10.1073/pnas.2008173118 (2021).
Дальгати, Т., Вианелло, Э., Де Сальво, Б. & Касас, Дж. Бөҗәкләр тарафыннан рухландырылган нейроморфик исәпләү. Дальгати, Т., Вианелло, Э., Де Сальво, Б. & Касас, Дж. Бөҗәкләр тарафыннан рухландырылган нейроморфик исәпләү.Дальгати, Т., Вианелло, Э., ДеСальво, Б. һәм Касас, Дж. Бөҗәкләр тарафыннан рухландырылган нейроморфик исәпләү.Дальгати Т., Вианелло Э., ДеСальво Б. һәм Касас Дж. Бөҗәкләр тарафыннан рухландырылган нейроморфик исәпләү. Ток. Фикер. Бөҗәкләр турында фән. 30, 59–66 (2018).
Рой, К., Джайсвал, А. & Панда, П. Рой, К., Джайсвал, А. & Панда, П. Рой, К., Джейсвал, А. & Панда, П. Нейроморфик исәпләү белән Спайкка нигезләнгән машина интеллектына.Рой К, Джайсвал А, һәм Панда П. Нейроморфик исәпләү ярдәмендә ясалма интеллект. Табигать 575, 607–617 (2019).
Индивери, Г. & Лю, С.С. Индивери, Г. & Лю, С.С.Индивери, Г. һәм Лю, С.- К. Индивери, Г. & Лю, С.С. Индивери, Г. & Лю, С.С.Индивери, Г. һәм Лю, С.- К.Нейроморфик системаларда хәтер һәм мәгълүмат эшкәртү. процесс. IEEE 103, 1379–1397 (2015).
Акопян Ф. һ.б. Truenorth: 65 мВт 1 миллион нейрон программалаштырыла торган синаптик чип өчен дизайн һәм кораллар җыелмасы. IEEE операцияләре. Интеграль челтәр системаларының компьютер дизайны. 34, 1537–1557 (2015).
Схеммель, Дж. Һ.б. Тере демо: тәлинкә масштабында BrainScaleS нейроморфик системасының масштаблы версиясе. 2012 IEEE схемалар һәм системалар буенча халыкара симпозиум (ISCAS), (IEEE ред.) 702–702 (2012).
Моради, С., Чяо, Н., Стефанини, Ф. & Индивери, Г. Моради, С., Чяо, Н., Стефанини, Ф. & Индивери, Г.Моради С., Чяо Н., Стефанини Ф. һәм Индивири Г. Моради, С. 、 Чяо, Н. 、 Стефанини, Ф. & Индивери, Г. 一种可扩展的多核架构，具有用于动态神经形态异步处理器 (DYNAP) 的异构内存结构。 Моради, С. ia Чяо, Н. 、 Стефанини, Ф. & Индивери, Г.Моради С., Чяо Н., Стефанини Ф. һәм Индивири Г.Биомедицина фәнендә IEEE операцияләре. электр системасы. 12, 106–122 (2018).
Дэвис, М. һ.б. Лойхи: урнаштырылган нейроморфик күп үзәкле процессор. IEEE Micro 38, 82–99 (2018).
Furber, SB, Galluppi, F., Temple, S. & Plana, LA The SpiNNaker проекты. Furber, SB, Galluppi, F., Temple, S. & Plana, LA The SpiNNaker проекты.Ferber SB, Galluppi F., Temple S. һәм Plana LA SpiNNaker проекты.Ferber SB, Galluppi F., Temple S. һәм Plana LA SpiNNaker проекты. процесс. IEEE 102, 652–665 (2014).
Лю, С.К. & Дельбрук, Т. Нейроморфик сенсор системалары. & Дельбрук, Т. Нейроморфик сенсор системалары.һәм Дельбрюк Т. Нейроморфик сенсор системалары. & Делбрук, Т. 神经形态感觉系统。 & Делбрук, Т.һәм Дельбрюк Т. Нейроморфик сенсор системасы.Ток. Фикер. Нейробиология. 20, 288-295 (2010).
Чоп, Т. һ.б. Берләштерелгән тавыш чыганагын локализацияләү һәм бәрелештән саклану өчен нейроморфик сенсор интеграциясе. 2019 елда IEEE биомедицина схемалары һәм системалары конференциясендә (BioCAS), (IEEE ред.) 1–4 (2019).
Риси, Н., Аймар, А., Донати, Э., Солинас, С. & Индивери, Г. Стерео күренешнең нейроморфик архитектурасы. Риси, Н., Аймар, А., Донати, Э., Солинас, С. & Индивери, Г. Стерео күренешнең нейроморфик архитектурасы.Риси Н, Аймар А, Донати Е, Солинас С, һәм Индивери Г. Риси, Н., Аймар, А., Донати, Э., Солинас, С. & Индивери, Г. 一种基于脉冲的立体视觉神经形态结构。 Риси, Н., Аймар, А., Донати, Э., Солинас, С. & Индивери, Г.Риси Н, Аймар А, Донати Е, Солинас С, һәм Индивери Г. Стерео күренеше өчен Спайкка нигезләнгән нейроморфик архитектура.фронт. Нейророботика 14, 93 (2020).
Оссвальд, М., Иенг, С.Х., Беносман, Р. & Индивери, Г. Оссвальд, М., Иенг, С.Х., Беносман, Р. & Индивери, Г.Освальд, М., Иенг, С.Х., Беносман, Р., һәм Индивери, Г. Оссвальд, М., Иенг, С.Х., Беносман, Р. & Индивери, Г. 基于事件的神经形态立体视觉系统的 3Dпрессия 脉冲神经网络模型。 Оссвальд, М., Иенг, С.Х., Беносман, Р. & Индивери, Г. 3DПерсепция 脉冲神经网络模型。Освальд, М., Иенг, С.Х., Беносман, Р., һәм Индивери, Г.фән. Доклад 7, 1–11 (2017).
Дальгаты, Т. һ.б. Бөҗәкләр белән рухландырылган төп хәрәкәтне ачыклау резистив хәтерне һәм ярылган нейрон челтәрләрне үз эченә ала. Бион биохибрид системасы. 10928, 115–128 (2018).
Д'Анжело, Г. һ.б. Вакытлы дифференциаль кодлаштыру ярдәмендә вакыйгага нигезләнгән эксцентрик хәрәкәтне ачыклау. фронт. Неврология. 14, 451 (2020).