Разработка нейроморфной схемы, имитирующей спайковую активность биологического нейрона
Представлен результат синтеза и анализ аналоговой нейроморфной схемы, реализующей модель Leaky Integrate-and-Fire (LIF) и имитирующей спайковую активность биологического нейрона. Предложенная схема обеспечивает интеграцию входных сигналов, пороговую генерацию спайка фиксированной формы и реализацию рефракторного периода. Проведено SPICE-моделирование при различных типах входных воздействий (меандр, экспоненциальный сигнал, шум), подтвердившее устойчивость генерации импульсов и корректность работы порогового механизма. Предложена аналитическая оценка масштабируемости и энергопотребления при переносе схемы на кристалл. Показано, что упрощенная архитектура позволяет обеспечить предсказуемую форму спайка и перспективна для интеграции в нейроморфные массивы высокой плотности. Полученные результаты подтверждают применимость схемы в качестве базовой ячейки для построения аппаратных спайковых нейронных сетей.
Авторы: Я. Е. Рудягин
Направление: Информатика, вычислительная техника и управление
Ключевые слова: нейроморфные системы, спайковый нейрон, аналоговая схема, Leaky Integrate-and-Fire, нейропроцессор, биоинспирированная электроника
Открыть полный текст статьи