Conventional neural structures tend to communicate through analog quantities such as currents or voltages, however, as CMOS devices shrink and supply voltages decrease, the dynamic range of voltage/current-domain analog circuits becomes narrower, the available margin becomes smaller, and noise immunity decreases. More than that, the use of operational amplifiers (op-amps) and clocked or asynchronous comparators in conventional designs leads to high energy consumption and large chip area, which would be detrimental to building spiking neural networks. In view of this, we propose a neural structure for generating and transmitting time-domain signals, including a neuron module, a synapse module, and two weight modules. The proposed neural structure is driven by leakage currents in the transistor triode region and does not use op-amps and comparators, thus providing higher energy and area efficiency compared to conventional designs. In addition, the structure provides greater noise immunity due to internal communication via time-domain signals, which simplifies the wiring between the modules. The proposed neural structure is fabricated using TSMC 65 nm CMOS technology. The proposed neuron and synapse occupy an area of 127 um2 and 231 um2, respectively, while achieving millisecond time constants. Actual chip measurements show that the proposed structure successfully implements the temporal signal communication function with millisecond time constants, which is a critical step toward hardware reservoir computing for human-computer interaction.


翻译:常规神经结构往往通过电流或电压等类似数量进行交流,然而,由于CMOS设备缩小和供应电压减少,电压/电流-表面模拟电路的动态范围缩小,现有空间缩小,噪音免疫力下降,超过此,常规设计中使用操作放大器(Op-amps)和时钟或无序参照器,导致能源消耗高,芯片面积大,不利于建立喷射神经网络。鉴于此,我们提议建立一个神经结构,用于生成和传输时间-空间信号,包括神经模块、神经神经神经神经神经元模块和两个重量模块。拟议的神经神经神经结构是由晶体管三角体区域渗漏流驱动的,没有使用Opp-amps和比较器,因此,与常规设计相比,能源和区域效率更高。此外,结构提供了更大的噪音免疫力,因为通过时间-体积信号使各单元之间的电路断线。提议的神经定线结构将使用Snal-minal2号,同时用S-ral-ral-ral-ral-ral-ral-ral-ral-de-ral-ral-ral-de-ral-ral-ral-ral-ral-ral-sm-s-s-s-ral-sal-ral-ral-sal-s-sal-s-s-s-s-xxxxxxxxxxxx-xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

0
下载
关闭预览

相关内容

神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
117+阅读 · 2022年4月21日
专知会员服务
39+阅读 · 2020年9月6日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员