In recent decades, neuromorphic computing aiming to imitate brains' behaviors has been developed in various fields of computer science. The Artificial Neural Network (ANN) is an important concept in Artificial Intelligence (AI). It is utilized in recognition and classification. To explore a better way to simulate obtained brain behaviors, which is fast and energy-efficient, on hardware, researchers need an advanced method such as neuromorphic computing. In this case, Spiking Neural Network (SNN) becomes an optimal choice in hardware implementation. Recent works are focusing on accelerating SNN computing. However, most accelerator solutions are based on CPU-accelerator architecture which is energy-inefficient due to the complex control flows in this structure. This paper proposes Wenquxing 22A, a low-power neuromorphic processor that combines general-purpose CPU functions and SNN to efficiently compute it with RISC-V SNN extension instructions. The main idea of Wenquxing 22A is to integrate the SNN calculation unit into the pipeline of a general-purpose CPU to achieve low-power computing with customized RISC-V SNN instructions version 1.0 (RV-SNN V1.0), Streamlined Leaky Integrate-and-Fire (LIF) model, and the binary stochastic Spike-timing-dependent-plasticity (STDP). The source code of Wenquxing 22A is released online on Gitee and GitHub. We apply Wenquxing 22A to the recognition of the MNIST dataset to make a comparison with other SNN systems. Our experiment results show that Wenquxing 22A improves the energy expenses by 5.13 times over the accelerator solution, ODIN, with approximately classification accuracy, 85.00% for 3-bit ODIN online learning, and 91.91% for 1-bit Wenquxing 22A.


翻译:近几十年来,在计算机科学的各个领域开发了旨在模仿大脑行为的神经畸形计算。人工神经网络(ANN)是人工智能(AI)中的一个重要概念。它被用于识别和分类。为了探索一种更好的方法来模拟获得的大脑行为,这种行为在硬件上是快速和节能的,研究人员需要一种先进的方法,如神经畸形计算。在这种情况下,Spiking Neural网络(SNN)成为硬件实施的最佳选择。最近的工作重点是加速SNN的计算。然而,大多数加速器解决方案都基于CPU-加速器(ANN)是人工智能智能智能智能(ANNNN)中的一个重要概念。本文提议Wnquative 22Anal-Squalational-Squality(Wenquality ISC-Oral-Oral-Oral-Oral-Oral-Oral-Oral-Scial-Oral-Oral-Oral-S-Oral-I-S-Oral-Oral-I-I-SIC-SIC-ral-SIC-ral-rl-I-I-I-S-I-I-I-S-S-S-IL-IL)的Sl-rmal-SIL 20IL 指令,该S-S-S-SM-rental-rental-ral-ral-S-I-I-I-I-S-S-S-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-S-S-S-I-I-I-S-S-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-IL-S-IL-IL-S-IL-IL-IL-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-S-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I

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