A Low Power Real Time Izhikevich Neuron With Synchronous Network Behavior

Authors : Ahmet Şamil DEMIRKOL, Serdar ÖZOĞUZ

Pages : 39-52

View : 15 | Download : 6

Publication Date : 2013-12-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, Izhikevich sinir hücresi modelini esas alan düşük güçlü, kompakt ve gerçek zamanlı VLSI bir silikon sinir hücresi gerçeklemesi ile üç hücrenin kuplajından oluşan bir ağın senkron davranışı sunulmuştur. Sinir hücresi devresi, her biri bir değişkene karşılık gelen iki tane birinci derece logaritmik tanım bölgesi filtresinden, pozitif geribesleme ve resetleme alt devrelerinden oluşmaktadır. Filtreler ve diğer devre kısımları, düşük güç tüketimi sağlamak üzere düşük akım seviyelerinde çalışabilmek ve küçük kapasite değerleryle büyük zaman sabitleri elde edebilmek için, ötelenmiş kaynak gerilimli transistörler, aktif diyot bağları içermektedir. Resetleme alt devresi, karşılaştırıcı olarak kaskat bağlanmış basit fark kuvvetlendiricileri içermektedir. Muhtemel bir ağ dinamiği olarak, kuple edilmiş üç nöronun aynıfazlı ve n-fazlı senkronizasyon davranışları da sunulmuştur. Kuplaj, sigmoid sürekli hal ve zaman sabitine sahip bir birinci derece logaritmik tanım bölgesi filtresinden oluşan bir sinaps devresiyle sağlanmıştır. Bu sigmoid fonksiyonlar, basit bir fark kuvvetlendirici ve translinear çevrimli akım çarpıcılar kullanılarak elde edilmiştir. Logaritmik tanım bölgesinde 0.15 µm CMOS parametreli akım modlu bir tasarım, az yer kaplayan, nano watt altı güç tüketen ve gerçek zamanlı çalışan ve bu nedenle hibrit arayüz uygulamalarında ya da hesaplamalı sinir bilimde kullanılabilir büyük ölçekli tümdevre ağ tasarımlarında donanımsal benzetim gereci olarak kullanılabilecek bir tasarım ortaya çıkarmıştır
Keywords : VLSI Nöron, Biyoesinlenilmiş, Düşük Güçlü, Nöromorfik, Kuplajlı Nöronlar