CMOS ki baze sou Zòn ak pouvwa-efikas sikui newòn ak sinaps pou tan-domèn analòg Spiking rezo neral

REZIME

Estrikti neral konvansyonèl yo gen tandans kominike atravè kantite analòg, tankou kouran oswa vòltaj; sepandan, kòm aparèy CMOS retresi ak vòltaj ekipman pou diminye, ranje dinamik vòltaj / aktyèl-domèn sikui analòg vin pi etwat, maj ki disponib la vin pi piti, ak iminite bri diminye. Plis pase sa, itilizasyon anplifikatè operasyonèl (op-amps) ak konparezon kontinyèl-tan oswa revèy nan konsepsyon konvansyonèl mennen nan gwo konsomasyon enèji ak gwo zòn chip, ki ta ka prejidis pou bati rezo neral spiking. Bay sa a, nou pwopoze yon estrikti neral pou jenere ak transmèt siyal tan-domèn, ki gen ladan yon modil newòn, yon modil sinaps, ak de modil pwa. Estrikti neral pwopoze a kondwi pa yon kouran flit nan tranzistò MOS epi li sèvi ak yon konparatè ki baze sou varyateur pou reyalize yon fonksyon tire, konsa bay pi wo enèji ak efikasite zòn konpare ak desen konvansyonèl yo. Se estrikti neral pwopoze a fabrike lè l sèvi avèk yon teknoloji CMOS TSMC 65 nm. Newòn yo pwopoze a ak sinaps yo okipe zòn nan 127 ak 231 lm2, respektivman, pandan y ap reyalize konstan tan milisgond. Mezi aktyèl chip yo montre ke estrikti yo pwopoze a aplike fonksyon kominikasyon tanporèl siyal la ak konstan tan milisgond, ki se yon etap enpòtan nan direksyon òdinatè rezèvwa pyès ki nan konpitè pou entèraksyon moun-òdinatè. Rezilta simulation rezo neral spiking pou informatique rezèvwa ak modèl konpòtman estrikti neral pwopoze a demontre fonksyon aprantisaj la.

benefis cistanche pou gason-ranfòse sistèm iminitè

Klike la a pou w wè pwodwi Cistanche Enhance Immunity

【Mande plis】 Imèl:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Rezo neral gwo twou san fon (DNN), ki se dezyèm jenerasyon rezo neral atifisyèl (ANN), yo te eksplore anpil nan dènye ane yo pou yon kantite aplikasyon k ap grandi. Sepandan, gwo konsomasyon enèji yo espesyalman pou aksè memwa nan achitekti konvansyonèl von Neumann te fòse moun yo jwenn yon fason altènatif pou reyalize solisyon ki pi efikas nan pouvwa.1–6 Spiking neral rezo (SNN) se youn nan solisyon yo atire kòm twazyèm lan. jenerasyon ANN ki ka reyalize yon fonksyon aprantisaj ak pouvwa ki ba pa imite newòn byolojik. SNN yo konpoze de newòn ak sinaps epi anjeneral yo konstwi lè l sèvi avèk yon apwòch anba-up, ki vle di ke chak eleman nan SNN yo bezwen fèt an premye.6–12 Yo rapòte anpil aplikasyon kenkayri nan newòn enpulsyonèl oswa sinaps.13–21 Pou aplike fonksyon entegre ki gen fuit nan newòn, desen konvansyonèl anjeneral bati entegratè ak anplifikatè operasyonèl (op-amps)14 epi souvan itilize gwo kondansateur sou-chip ak rezistans yo imite konstan yo milisgond tan nan newòn byolojik.16,17 Anplis, aplike a. fonksyon "dife" newòn, se yon estrikti sikwi dedye nan yon konparatè kontinyèl-tan oswa revèy anjeneral yo itilize pou fikse papòt la pou eksitasyon newòn. newòn, pandan y ap konpare revèy la mande pou distribisyon siyal revèy adisyonèl ak estrikti konparatè konplèks la okipe yon gwo zòn chip. Pandan ke pwosesis ki pi avanse yo ka reyalize konsomasyon pouvwa ki ba lè yo diminye vòltaj ekipman pou ak aktyèl flit estatik,21 mennen tou nan yon ranje dinamik ki pi etwat, pi piti maj disponib, ak iminite bri degrade nan sikui analòg vòltaj/kouran-domèn yo.22 Sa a se prejidis pou rezo neral konvansyonèl ki itilize kantite analòg, tankou vòltaj ak kouran, pou kominike youn ak lòt. Nan lòt men an, gras a tranzistò yo echèl ki gen yon vitès operasyon amelyore ak tranzisyon siyal byen file, enfòmasyon analòg yo ka reprezante pi efikasman nan domèn nan tan, sa vle di, yon entèval tan nan de tranzisyon siyal. Sa yo rele sikwi tan-domèn sa a gen yon lòt avantaj nan efikasite pouvwa li yo paske li souvan konsiste de varyateur oswa pòtay lojik ki depreferans pa konsome pouvwa DC. .

benefis cistanche pou gason-ranfòse sistèm iminitè

Nan papye sa a, nou pwopoze yon estrikti neral orijinal pou jenere ak transmèt siyal tan-domèn pou konpoze yon rezo neral tan-domèn. Estrikti entegre a gen ladan modil newòn ak sinaps ki jenere ak transmèt siyal tan-domèn, respektivman, osi byen ke modil pwa pou fonksyon aprantisaj. Youn nan aplikasyon prensipal sib nou an se informatique rezèvwa, ki trete enfòmasyon ki gen rapò ak aktivite imen. Aplikasyon nou an vize pi senp ak mwens done-entansif pwosesis, tankou bio-siyal. Nan enfòmatik rezèvwa, fonksyon aprantisaj tankou ECG ak rekonesans oratè kòm byen ke rekonesans ekriti yo ka aplike lè l sèvi avèk sèlman kèk santèn newòn. Referans 24 montre ke pèfòmans aprantisaj amelyore lè konstan tan yo nan efè opinyon yo matche ant fonksyon an sib ak dinamik rezèvwa, epi nou itilize konstan tan milisgond kòm yon sib konsepsyon pou yon estrikti neral ki pral itilize pou trete enfòmasyon seri tan nan. aktivite imen. Nou itilize modèl konpòtman estrikti neral pwopoze a pou konstwi SNN pou informatique rezèvwa epi aplike fonksyon aprantisaj la, ki pwouve ke estrikti neral nou pwopoze a ka itilize pou informatique rezèvwa. Yo montre estrikti neral ki fèt ak fabrike nan Fig. 1 (a), ki baze sou modil newòn, sinaps, ak pwa yo pwopoze a, ki pral dekri an detay anba a. Nan estrikti sa a, se opinyon nan modil la newòn ki konekte ak de modil pwa, youn pou akor siyal la inhibitory ak lòt la pou siyal la eksitasyon. Nou fabrike estrikti neral pwopoze yo montre nan Figi 1 (a) ak yon teknoloji CMOS estanda TSMC 65 nm. Mikrograf chip la montre nan Fig. 1(b), kote zòn mouri nan newòn, sinaps, ak modil pwa yo se 127, 231, ak 525 lm2, respektivman.

ght modil yo se 127, 231, ak 525 lm2, respektivman. Modèl newòn LIF la konsiste sitou nan yon kondansateur manbràn, yon rezistans ki gen koule, ak yon konparatè vòltaj. Newòn resevwa siyal ki soti nan lòt newòn atravè sinaps ak soma a jenere potansyèl aksyon an repons a siyal ekstèn sa yo. Si yon newòn resevwa yon kantite sifizan Spikes nan sinaps la, potansyèl manbràn li pral rive nan yon valè papòt, sa ki lakòz newòn nan "dife."8,25,26 Itilizasyon varyateur pou aplike fonksyon "dife" deja konnen kòm yon altènativ a konparatè. Referans 27 te pwopoze yon newòn varyateur ki baze sou, ki byen adapte pou itilize nan estrikti neral yo pwopoze a, ak Se poutèt sa, ewòn yo itilize nan etid sa a te fèt ki baze sou Ref. 27, ki montre nan Fig. 2(a). Li konsiste de yon aparèy antre, yon aparèy entegre ki gen koule, yon aparèy dife, ak yon aparèy reta. Orijinèlman, nan Ref. 27, kous la pa sipoze fèt kòm yon eleman pou konstwi yon rezo neral epi, kidonk, pa gen yon estrikti pou resevwa siyal eksitasyon ak inhibition. Nan sikwi yo pwopoze a, nan lòt men an, aparèy la opinyon ki gen ladan M1 ak M2 resevwa yon opinyon eksitasyon ak yon opinyon inhibitory, respektivman. Antre nan M1 ak M2 yo se siyal batman etwat jan yo montre nan Fig. 2 (a), ki pwodui nan yon sinaps pre-etap. Aktivite nan sinaps pre-etap la reprezante pa frekans batman kè a, epi pwa kouple a reprezante pa lajè batman kè a. Lè gen plis pase yon sinaps pre-etap ki konekte pou konpoze yon rezo, miltip pulsasyon yo ka aplike nan OSWA lojik oswa lè yo ajoute aparèy opinyon ki konekte nan paralèl. Avèk aparèy opinyon paralèl, kous la newòn ka aksepte miltip pulsasyon menm an menm tan an.

cistanche tubulosa-amelyore sistèm iminitè

Nan aparèy la ki gen fuit-integrateur, Cmem reprezante manbràn selilè newòn nan, epi M5 ka konsidere kòm yon rezistans ki gen koule nan eta a repoze. Lè pa gen okenn opinyon ekstèn nan aparèy la opinyon, kondansateur a chaje pa aktyèl la flit nan M3 ak M4, ak potansyèl la manbràn Vmem ogmante kontinyèlman ak flo a nan aktyèl la flit [aktyèl la entegre jan yo montre nan Figi 2 ( bi)]. Nan pwen sa a, depi M5 se nan eta a koupe, li ka konsidere kòm yon rezistans nan paralèl ak kondansateur a, sa vle di, rezistans ki gen koule, ki kapab reyalize yon konstan alontèm. Yon fwa Vmem monte nan vòltaj la papòt VthðFireÞ, aparèy la tire aktive [Fig. 2(b-ii)]. Nan konsepsyon konvansyonèl yo, newòn LIF sitou itilize estrikti sikwi dedye nan konparatè kontinyèl-tan oswa revèy pou fikse vòltaj papòt la. Sa a se pa zanmitay pou bati SNN ki efikas enèji ak bio-echèl tankou sèvo a. Nan etid sa a, aparèy la tire aplike pa yon konparatè varyateur ki baze sou ki ka mete vòltaj la papòt pa de tranzistò olye pou yo yon konparezon kontinyèl-tan oswa revèy. Pou reyalize yon vòltaj papòt egzat pou yon konparatè ki baze sou varyateur, nou ka itilize yon teknik oto-zewo ki detanzantan santi, estoke ak anile konpanse a ak switch ak kondansateur.28 Sepandan, li mande revèy miltip-faz kontwole switch yo; konsa, li pa apwopriye pou aplikasyon rezèvwa zòn-ak-pouvwa efikas. Menm si ak yon senp konparatè ki baze sou varyateur, ka gen yon varyasyon papòt akòz pwosesis, vòltaj, ak fluctuations tanperati, li ka wè li tankou imite diferans ki genyen ant moun ki nan newòn reyèl. Anplis de sa, fonksyon aprantisaj la ka konpanse pou diferans papòt ak varyasyon pwosesis.29 Lè gen yon opinyon batman eksitasyon, M1 yo pral vire sou enstantane, ki lakòz plis aktyèl chaje Cmem ak Vmem monte rapidman. Kontrèman, yon siyal input batman inibitè pral lakòz M2 limen yon ti tan, sa ki lakòz Cmem chaje pi dousman oswa menm egzeyat nan M2, ki an vire ralanti vitès Vmem monte oswa fè li tonbe.

Lè aparèy la tire aktive, li jenere yon nivo ki ba nan VFire yo dwe konekte ak M4, ki pral ogmante aktyèl la chaje kondansateur a manbràn Cmem, sa ki lakòz yon ogmantasyon enstantane nan potansyèl la manbràn Vmem, ki ankouraje deklanche nan tire a. aparèy. Sa a imite foul la nan Naþ nan manbràn selilè a pouse yon ogmantasyon rapid nan vòltaj manbràn, sa vle di, yon efè fidbak pozitif. Finalman, nivo ki ba nan VFire ki te pwodwi nan aparèy la tire konvèti nan yon nivo segondè nan VSpike [Fig. 2(b-iii)] pa yon aparèy reta ki gen ladann yon varyateur twa etap epi konekte VSpike a M3 ak M5, reset Vmem a zewo. Pwosesis sa a imite deklanchman chanèl Kþ nan newòn byolojik, sa ki lakòz koule deyò nan iyon Kþ ak retounen evantyèlman nan manbràn selilè a nan eta repo li yo.

Sinaps yo se modil esansyèl nan SNN, kòm newòn yo konekte ak yo. Nou te fèt yon modil newòn pou jenere siyal tan-domèn, ak Lè sa a, nou bezwen yon mwayen transmisyon, sa vle di, yon sinaps, transmèt siyal tan-domèn sa a bay lòt newòn. Pou konpoze yon rezo neral konplè, nou desine yon modil sinaps ki baze sou siyal frekans yo, jan yo montre nan Fig. 2(c). Sinaps la konsiste sitou nan yon osilator bag ki kontwole vòltaj ki opere anba yon kouran flit, ki konpoze de yon varyateur twa etap (M6; M7; M8; M9; M10, ak M11). Sikwi newòn anvan an dife ak jenere yon Spike VSpike, ki se Envèse pa yon varyateur, ki fè M5 louvri pou yon ti tan, ak aktyèl la ap koule tankou dlo nan M5 chaj CSYN, ki pral ogmante VSYN. Yon fwa VSYN rive nan vòltaj ki deklannche osilasyon an, osilateur bag la kòmanse osile [Fig. 2(b-iv) ak 2(bv)]. Si newòn anvan an pa dife pou yon tan long, VSYN ap koule jiskaske eta inisyal la, nan ki pwen sinaps la vin inaktif ankò. Depi VSYN ekivalan a vòltaj ekipman pou osilator bag la, aktyèl la k ap koule soti nan M5 kontwole VSYN epi, konsa, frekans osilateur bag la.

benefis cistanche pou gason-ranfòse sistèm iminitè

SNN yo reyalize fonksyon aprantisaj la lè yo ajiste pwa yo; Se poutèt sa, nou pwopoze yon modil pwa ki konpatib ak modil yo pwopoze newòn tan-domèn ak sinaps ki dekri pi wo a, jan yo montre nan Figi 2 (d). Modil pwa pwopoze a melodi enfòmasyon domèn tan, ki se lajè pulsasyon pwodiksyon yo. Modil sa a konsiste de yon liy reta, yon multiplexeur, ak yon pòtay AND. VRing se siyal vag kare ki soti nan sinaps la ki pral pase nan liy reta a. VWeight se kòd dijital ki reprezante pwa, ki detèmine apre aprann epi ki itilize pou kontwole multiplexeur la. Lajè batman pwodiksyon an ki koresponn ak pwa tan-domèn ajiste selon ki tiyo nan chèn varyateur la chwazi pa multiplexeur la. Kòm mansyone pi bonè, si lajè a batman eksitasyon oswa inhibition se lajè, Vmem nan vòltaj nan newòn ki vin apre a chaje oswa egzeyate pi vit, respektivman. Sa a koresponn ak yon gwo pwa. Nan etid sa a, nou te chwazi yon multiplexeur ak 16 antre, sa vle di, pwa kat-bit (0000 rive 1111). Se pwodiksyon an nan modil la pwa ki konekte ak aparèy la opinyon nan sikui yo newòn ki vin apre. Frekans batman kè a (spasman batman kè) ak lajè batman kè a aji ansanm sou newòn nan chanje aktivite li. Se frekans batman kè a detèmine pa frekans pwodiksyon sinaps anvan an, pandan y ap fòs kouti a depann sou lajè pwodiksyon batman kè a detèmine pa modil pwa a.

FIG. 1. (a) Estrikti pwopoze a ak (b) yon mikrograf chip la.

FIG. 2. (a) Dyagram sikwi modil newòn pwopoze a, (b) konpòtman modil newòn LIF ak sinaps pwopoze a, (c) dyagram sikwi modil sinaps pwopoze a, ak d) dyagram sikwi modil pwa pwopoze a.

Figi 3 (a) montre konfigirasyon eksperimantal yo itilize pou teste chip estrikti neral la [Fig. 1(b)], kote yo te mete chip la sou yon estasyon pwofonde Summit 11000 epi teste ak sond ki an kontak dirèk ak li. Nan eksperyans yo, nou sipoze ke entrain de modil pwa yo se sinaps yo pre-etap, ki fè yo imite pa dèlko fonksyon abitrè yo. Pwodiksyon newòn nan konekte ak modil sinaps la, pwodiksyon an pral varye an repons a chanjman nan pwodiksyon newòn la. Nou itilize yon dèlko fonksyon abitrè Tektronix AFG31252 kòm yon sinaps pre-etap pou bay siyal vag kare pou sikui neral fabrike nou yo. An menm tan an, nou obsève fòm ond pwodiksyon yo lè l sèvi avèk osiloskop (Keysight MSOX6004A ak DSOX93304Q). Rezilta eksperimantal yo montre nan Fig. 3(b)–3(d). Pou verifye efè pwa sou pousantaj tire nan newòn, nou fikse frekans pwodiksyon sinaps pre-etap (dèlko fonksyon) nan 100 Hz epi obsève chanjman nan pousantaj tire newòn pou kat chips pa ajiste modil pwa a. Nou fè mwayèn frekans yo Spike 1024 fwa sou yon seri tan nan 100 ms derive frekans ki koresponn lan tire newòn anba chak anviwònman pwa, jan yo montre nan Figi 3 (b). Newòn yo pwopoze a se fondamantalman tire ak pousantaj la detèmine pa kouran yo flit antre ak soti nan Cmem nan balans, ak opinyon ki soti nan etap anvan an modul li. Nou ka wè ke lè pwa yo vin pi gwo, frekans nan tire modil newòn vin pi gwo. Sitou akòz varyasyon pwosesis FET yo, frekans tire varye ant apeprè 610%-17% sou kat chips. Espesyalman pou itilize nan yon rezèvwa, sepandan, akòz pwa yo o aza nan koneksyon frekan li yo, varyasyon o aza sa yo ta dwe konpanse pandan pwosesis aprantisaj la nan pwa yo pwodiksyon.

Figi 3 (c) konpare varyasyon tan dife newòn yo depann de siyal ki soti nan sinaps pre-etap la. Ankadreman (i)-(iii) nan Fig. 3(c) montre ka yo ki gen 100 Hz D' inhibitory (pwa yo mete sou 1100), pa gen okenn D ', ak ak 100 Hz D 'excitation (pwa se mete nan 1100), respektivman. , ki soti nan ki nou ka wè ke opinyon an inhibitory diminye frekans nan dife nan newòn nan ak ogmante entèval nan dife, pandan y ap opinyon nan eksitasyon travay kòm opoze a nan opinyon an inhibitory. Rezilta eksperimantal yo montre ke entèval tire nan newòn yo pwopoze a se sou lòd milisgond, ki an akò ak karakteristik nan newòn byolojik ki gen konstan milisgond tan. Lè pa gen okenn siyal ki soti nan sinaps pre-etap la, konsomasyon pouvwa a se sou 800 pW, jenere apeprè 20 Spikes nan yon sik 100 ms. Apati sa a, li ka apeprè estime ke chak Spike konsome apeprè 4 pJ enèji. Imedyatman, yo te itilize ensèk (i)–(iii) nan Fig. 3 (c) kòm siyal opinyon nan sinaps la pou enfliyanse VRing. Yo montre fòm ond VRing yo nan twa ka sa yo nan Figi 3(d). Mwayèn frekans yo pou chak ka mezire nan yon peryòd tan 5 s se 41, 90, ak 98 Hz, respektivman. Yo pral valide posibilite ranje frekans pwodiksyon sinaps sa a ak simulation nivo sistèm nan diskisyon ki vin apre a.

FIG. 3. (a) Yon foto nan konfigirasyon eksperimantal la, (b) pousantaj tire mezire nan newòn nan pou kat chips, (c) fòm vag yo mezire nan pwodiksyon an newòn, ak (d) fòm vag yo mezire nan pwodiksyon an sinaps.

FIG. 4. (a) Yon lòt estrikti konbine fabrike pou evalye sinaps la ak (b) fòm ond VRing ak VSYN mezire.

Pou fasilite obsèvasyon repons synchrone sinaps la, nou menm tou nou te fabrike estrikti Figi 4(a). Figi 4(b) se rezilta eksperimantal Figi 4(a). Nou itilize yon dèlko fonksyon abitrè Tektronix AFG31252 pou jenere yon VIN siyal vag kare 10 Hz jan yo montre nan Fig. 4 (ai). Apre VIN pase nan yon modil pwa, li pwodui yon siyal Spike VOUTðWeightÞ. VSYN vòltaj la obsève atravè yon disip sou-chip sous kòm yon tanpon analòg. Menmsi VOUTðWeightÞ pa fèt pou yo obsève soti deyò paske li se yon batman etwat, ak arive VOUTðWeightÞ apre kwen an tonbe nan VIN, vòltaj VSYN nan sinaps la leve enstantane jan yo montre nan Fig. 4 (b-ii), ki an vire ogmante frekans nan VRing. Si VOUTðWeightÞ a pa rive pou yon tan long, VSYN diminye, ki an vire afekte frekans VRing la vin pi piti. Tablo I montre konparezon pèfòmans pami sikui newòn otonòm yo. Sikwi newòn yo pwopoze a gen avantaj an tèm de konsomasyon enèji ak zòn. Desen yo nan Ref. 13-16 te itilize yon konparezon kontinyèl-tan oswa yon revèy, ak desen sa yo pran yon gwo kantite zòn chip osi byen ke konsomasyon pouvwa. Newòn nan fabrike nan yon pwosesis ki pa CMOS pwopoze nan Ref. 18 pa mande pou yon konparezon, ki mennen nan yon avantaj nan zòn nan. Sepandan, konsomasyon enèji li yo relativman wo ak teknoloji patikilye sa yo gen mwens matirite epi, kidonk, pi koute chè konpare ak pwosesis CMOS estanda. Tou de Ref. 19 ak 21 yo te fabrike nan yon pwosesis avanse. Sepandan, konpare ak travay sa a, Ref. 19 pa gen yon avantaj an tèm de konsomasyon enèji ak zòn. Malgre ke Ref. 21 montre pi bon efikasite enèji ak rezilta simulation, lè nòmalize pa ne teknoloji a, newòn yo pwopoze a reyalize pi bon efikasite zòn.

Pou demontre posibilite newòn spiking yo pwopoze a ak sikui sinaps ki baze sou bag osilator yo, yo fè yon simulation konpòtman nan yon anviwònman MATLAB jan yo montre nan Fig. 5 (a). Nan simulation sa a, 100 newòn yo te itilize ak koneksyon frekans o aza ak sinaps yo pwopoze a ak modil pondération. Modil pwa yo pwopoze yo aplike sèlman nan kouch rezèvwa a epi yo bay pwa yo owaza davans epi yo fikse pandan pwosesis aprantisaj la. Kidonk, fluctuations yo o aza nan rezèvwa a konpanse pou pandan pwosesis aprantisaj la nan pwa pwodiksyon yo. Pou etabli yon simulation reyalistik, seri frekans pwodiksyon chak sinaps yo mete ant 15 a 200 Hz ki baze sou rezilta mezi aktyèl yo. Yo itilize algorithm recursive pi piti kare (RLS) pou antrene pwa pwodiksyon yo jan yo prezante nan Ref. 30. Yo itilize yon ond sinusoid 10 Hz, ki koresponn ak echèl enfòmasyon ki gen rapò ak aktivite imen an, kòm egzanp yon siyal opinyon sipèvizyon. Sipèvizyon an ak siyal pwodiksyon fòmasyon yo montre nan Figi 5 (bi). Siyal fidbak soti nan pwodiksyon an konvèti nan tren batman eksitasyon ak inhibition ki gen frekans yo nan pwopòsyon ak valè absoli anplitid pwodiksyon an jan yo montre nan Figi. 5(b-ii) ak 5(b-iii), respektivman. Apre senk peryòd siyal sipèvizyon, pwa pwodiksyon yo fiks epi SNN jenere siyal aprann nan poukont li, ki demontre posibilite estrikti neral yo pwopoze pou fonksyon aprantisaj la. Nou te jwenn tou nan simulation sa yo ke pou amelyore plis kapasite aprantisaj la ranje akor frekans pwodiksyon nan sinaps la ta dwe ogmante, ki ka fè pa optimize kous la sinaps. Pou egzanp, ak akor frekans pwolonje yo soti nan 15 Hz-2 kHz ak 15 Hz-20 kHz, siyal yo aprann yo vin pi douser pi byen repwodui siyal la sipèvizyon jan yo montre nan Figi. 5(b-iv) ak 5(bv), respektivman.

cistanche tubulosa-amelyore sistèm iminitè

An rezime, nou te pwopoze yon estrikti neral pou jenere ak transmèt siyal tan-domèn. Newòn yo pwopoze a ak sinaps yo okipe yon zòn nan 127 ak 231 lm2, respektivman. Estrikti sa a pa sèvi ak op-amps ak konparatè kontinyèl-tan oswa revèy, pandan y ap fonksyon an tire reyalize ak yon konparezon varyateur ki baze sou bay avantaj nan zòn ak konsomasyon pouvwa. Estrikti neral tan-domèn yo pwopoze a benefisye de teknoloji pwosesis echèl konpare ak desen konvansyonèl vòltaj / aktyèl-domèn. Vrè fabwikasyon chip ak rezilta mezi demontre fonksyon kominikasyon tanporèl siyal la ak konstan tan milisgond. Estrikti neral tan-domèn yo pwopoze a byen adapte pou bati rezo neral ki pi wo pou trete enfòmasyon seri tan an tan reyèl pou entèraksyon moun-òdinatè.

TABLE I. Konparezon pèfòmans sikui newòn otonòm yo

FIG. 5. (a) Modèl konpòtman SNN pou informatique rezèvwa a baze sou estrikti neral yo pwopoze a. (b) Rezilta simulation konpòtman nan nivo sistèm nan: (i) baze sou yon modèl ki gen 15-200 Hz frekans akor, yon gade agrandi nan (ii) eksitasyon an ak (iii) siyal entèlijans ki konvèti soti nan pwodiksyon an, (iv) baze sou 15-2 kHz ak (v) 15-20 kHz frekans akor chenn.

REFERANS

1 Y. Zhang, P. Qu, Y. Ji, W. Zhang, G. Gao, G. Wang, S. Song, G. Li, W. Chen, W. Zheng, F. Chen, J. Pei, R Zhao, M. Zhao, ak L. Shi, Nature 586, 378–384 (2020).

2 D. Shin ak H.-J. Yoo, Proc. IEEE 108, 1245–1260 (2020).

3 Y. LeCun, Y. Bengio, and G. Hinton, Nature 521, 436–444 (2015).

4 T. Kohno ak K. Aihara, AIP Konf. Pwosedi. 1028, 113–128 (2008).

5 E. Chicca ak G. Indiveri, Appl. Phys. Lett. 116, 120501 (2020).

6 Y. Bo, P. Zhang, Y. Zhang, J. Song, S. Li, ak X. Liu, J. Appl. Phys. 127, 245101 (2020).

7 K. Yang ak A. Sengupta, Appl. Phys. Lett. 116, 043701 (2020).

8 X. Chen, T. Yajima, IH Inoue, ak T. Iizuka, Jpn. J. Appl. Phys. 61, SC1051 (2022).

9 W. Maass, Neural. Rezo 10, 1659–1671 (1997).

10S. S. Radhakrishnan, A. Sebastian, A. Oberoi, S. Das, ak S. Das, Nat. Komin. 12, 2143 (2021).

11X. Chen, T. Yajima, IH Inoue, ak T. Iizuka, nan Extended Abstract of International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM) (JSAP, 2021), pp. 682–683.

12D. S. Jeong, J. Appl. Phys. 124, 152002 (2018).

13G. Indiveri, E. Chicca, ak R. Douglas, IEEE Trans. Neural. Rezo 17, 211–221 (2006).

14X. Wu, V. Saxena, K. Zhu, ak S. Balagopal, IEEE Trans. Circuits Syst. II 62, 1088–1092 (2015).

15A. Joubert, B. Belhadj, O. Temam, ak R. Heliot, nan Konferans Entènasyonal Joint 2012 sou Rezo Neural (IJCNN), 2012.

16S. A. Aamir, P. M€uller, G. Kiene, L. Kriener, Y. Stradmann, A. Gr€ubl, J. Schemmel, ak K. Meier, IEEE Trans. Biomed. Circuits Syst. 12, 1027–1037 (2018).

17A. Basu ak PE Hasler, IEEE Trans. Circuits Syst. I 57, 2938–2947 (2010).

18S. Dutta, V. Kumar, A. Shukla, NR Mohapatra, ak U. Ganguly, Sci. Rep. 7, 8257 (2017).

19A. Rubino, M. Payvand, ak G. Indiveri, nan 26yèm Konferans Entènasyonal IEEE sou Elektwonik, Sikwi, ak Sistèm (ICECS) (IEEE, 2019), pp. 458–461.

20S. A. Aamir, Y. Stradmann, P. M€uller, C. Pehle, A. Hartel, A. Gr€ubl, J. Schemmel, ak K. Meier, IEEE Trans. Circuits Syst. I 65, 4299–4312 (2018).

21R. M. Saber Moradi ak SA Bhave, nan IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (SSCI), 2017.

22K. Asada, T. Nakura, T. Iizuka, ak M. Ikeda, IEICE Electron. Eksprime 15, 20182001 (2018).

23R. Staszewski, K. Muhammad, D. Leipold, C.-M. Hung, Y.-C. Ho, J. Wallberg, C. Fernando, K. Maggio, R. Staszewski, T. Jung, J. Koh, S. John, IY Deng, V. Sarda, O. Moreira-Tamayo, V. Mayega, R. Katz , O. Friedman, O. Eliezer, E. de Obaldia, ak P. Balsara, IEEE J. Solid-State Circuits 39, 2278–2291 (2004).

24C. Gallicchio ak A. Micheli, Neural. Netwotks 24, 440–456 (2011).

25L. F. Abbott ak P. Dayan, Theoretical Neuroscience (The MIT Press, 2005).

26W. Gerstner ak WM Kistler, Spiking Neuron Models: Single Neurons, Popilasyon (Cambridge University Press, 2012).

27T. Yajima, Sci. Rep. 12, 1150 (2022).

28B. Razavi, Prensip Done Konvèsyon System Design (Wiley-IEEE Press, 1995).

29T. Wunderlich, AF Kungl, E. M€uller, A. Hartel, Y. Stradmann, SA Aamir, A. Gr€ubl, A. Heimbrecht, K. Schreiber, D. St€ockel, C. Pehle, S. Billaudelle, G. Kiene, C. Mauch, J. Schemmel, K. Meier, and MA Petrovici, Front. Neurosci. 13, 1–15 (2019).

30D. Sussillo ak L. Abbott, "Jenerasyon modèl aderan nan aktivite nan rezo neral chaotic," Neuron 63, 544–557 (2009).