一种基于符号逻辑的神经元模型和电路实现

为了实现基于符号逻辑的神经网络系统,本文定义了一种逻辑神经元模型,并采用了电流型ＣＭＯＳ工艺实现辽种神经元电路的各种逻辑功能,最后通过电路模拟,证明设计的正确性。     

基于多值逻辑方法的二值神经元MOS电路设计技术

提出一种通过引入多值求和信号指导设计二值神经元MOS电路的方法.对每个神经元MOS管的逻辑功能均采用传输开关运算予以表示.在此基础上设计了实现常用二变量逻辑函数的神经元MOS电路和全加器等电路.采用所提出的方法综合得到的电路结构十分简单,而且很容易确定各耦合电容之间的取值比例.设计结果同时表明,利用浮栅电压信号易于实现求和的优点,通过引人求和辅助变量可显著简化对电路的综合过程.采用TSMC0.35μm双层多晶硅CMOS工艺参数的HSPICE模拟结果验证了所提出设计方案的正确性.     

基于多值逻辑方法的二值神经元MOS电路设计技术

提出一种通过引入多值求和信号指导设计二值神经元MOS电路的方法.对每个神经元MOS管的逻辑功能均采用传输开关运算予以表示.在此基础上设计了实现常用二变量逻辑函数的神经元MOS电路和全加器等电路.采用所提出的方法综合得到的电路结构十分简单,而且很容易确定各耦合电容之间的取值比例.设计结果同时表明,利用浮栅电压信号易于实现求和的优点,通过引人求和辅助变量可显著简化对电路的综合过程.采用TSMC0.35μm双层多晶硅CMOS工艺参数的HSPICE模拟结果验证了所提出设计方案的正确性.     

基于复数权值神经元的数字逻辑最稳健设计

复数权值神经元由于引入了多阈值逻辑而具有更强的性能,文中根据其数学模型,结合二进神经元稳健性的概念,提出了基于该神经元的稳健性定义.并结合定义,实现了基于单个神经元的基本数字逻辑以及异或运算的最稳健设计方案,从而证明了该稳健神经元实现任意数字逻辑的有效性和可行性,说明了其强大的处理能力.     

模拟神经元电路实现研究现状与进展

人工神经网络是现代信息处理领域的一个重要的方法。相对于软件实现 ,硬件实现方式能充分发挥神经网络并行处理的特点。用模拟电路实现神经网络电路形式简单、功耗低、速度快、占用芯片面积小 ,可以提高在神经网络芯片上神经元的集成度 ,神经元电路适合用模拟电路实现。文中综述了当前神经网络单元的模拟 VLSI实现的成果、新技术以及作者的工作成果。针对应用最广泛的线性和平方突触神经元 ,详细从权值存储单元、突触电路和阈值函数电路三方面来叙述。对各种实现方式的优缺点进行了比较 ,同时指出了神经网络实现电路中需要考虑的因素。最后 ,展望了用集成电路技术实现自学习神经网络的发展方向     

基于复数权神经元的布尔函数稳健学习算法

复数权神经元由于引入了多阈值逻辑而具有更强的性能.文中根据其数学模型,结合二进感知器神经元稳健设计概念,提出了该神经元的稳健性数学定义,并根据定义,得到了简单逻辑和异或逻辑的单个神经元稳健实现方案.然后根据该方案提出了任意复杂布尔函数稳健实现算法,同时证明了该算法的正确性.最后通过具体实例演示该算法实现布尔函数的过程和...     

共振隧穿器件应用电路概述——共振隧穿器件讲座(2)

在“共振隧穿器件概述”的基础上,对共振隧穿器件应用电路作了全面概括的介绍。首先对共振隧穿器件应用电路的特点、分类和发展趋势作了简述;进一步对由RTDH/EMT构成的单-双稳转换逻辑单元(MOBILE)和以它为基础构成的RTD应用电路,包括柔性逻辑、静态随机存储(SRAM)、神经元、静态分频器等电路的结构、工作原理和逻辑功能等进行了介绍。关于RTD/HEMT构成的更为复杂的电路,如多值逻辑、AD转换器以及RTD光电集成电路等将在本讲座最后部分进行讲解。     

截断斜坡函数多值逻辑神经元

基于截断斜坡函数实现方便和多值逻辑变量信息含量高的特点,提出了一种多值逻辑神经元,并给出了相应的训练方法和电路实现方案.该神经元可应用于模式识别、降低神经元网络中的神经元数量和提高训练速度.     

基于共振隧穿二极管的阈值逻辑单元电路设计

共振隧穿二极管作为较为成熟的纳米电子器件,已被广泛应用于高速低功耗电路。由于其具有负内阻特性,单一门电路的功能大大增加,减少了电路的复杂度。在阈值逻辑函数的硬件实现方面,共振隧穿器件也体现出显著的优势。结合谱技术,基于共振隧穿二极管,设计了可实现任意三变量阈值逻辑函数的阈值逻辑单元电路。该电路还可作为阈值逻辑网络中的基本单元,实现复杂的逻辑功能。通过HSPICE软件,仿真验证了所设计电路的正确性。     

基于共振隧穿二极管的阈值逻辑单元电路设计

共振隧穿二极管作为较为成熟的纳米电子器件,已被广泛应用于高速低功耗电路。由于其具有负内阻特性,单一门电路的功能大大增加,减少了电路的复杂度。在阈值逻辑函数的硬件实现方面,共振隧穿器件也体现出显著的优势。结合谱技术,基于共振隧穿二极管,设计了可实现任意三变量阈值逻辑函数的阈值逻辑单元电路。该电路还可作为阈值逻辑网络中的基本单元,实现复杂的逻辑功能。通过HSPICE软件,仿真验证了所设计电路的正确性。     

Simuron—A novel dynamic memory device

The Simuron (simulated neuron) is a distributed active element analogous to the neuron and has learning and oblivious mechanisms. Like the neuristor, it can be coupled by two types of junctions. This letter proposes frequency memory and logical memory circuits using the Simuron.     

基于MOS技术的神经元电路研究进展

设计一种具有多种神经元响应模式、结构紧凑、低功耗的神经元电路,对大规模神经形态硬件的构建具有重要意义。分析了LIF、Izhikevich两种神经元模型的基本原理,重点介绍了数字和模拟两类神经元电路的设计方法、工作原理和优缺点。最后,讨论了神经元电路的设计趋势以及挑战。     

“数字系统设计”课程教学中联系思政内容的一个实例

本文给出了一个专业基础课的设计问题结合思政内容的一个例子。多输出组合逻辑电路的设计是数字电路中的典型问题。通常情况下,多输出的组合电路通过设计每个单输出的组合电路来实现。但是,在这个问题中,仅仅考虑对每个输出函数的实现最佳优化,并不能实现总体的最佳;必须从实现总体最佳的角度考虑每个输出函数的实现问题。结合这一点,我们启发学生考虑集体利益和个人利益的关系,以及如何才能实现更好的集体利益。     

DC characteristic simulation for floating gate neuron MOS circuits

An original approach to DC characteristic SPICE simulation for floating gate neuron MOS circuits is demonstrated. A novel macromodel which calculates the floating gate potential by combining resistances and dependent voltage and current sources is introduced. Utilising this method, DC characteristics for neuron MOS circuits have been confirmed to be successfully simulated using SPICE     

非可逆逻辑门的量子可逆实现研究

逻辑关系可用逻辑函数表示,量子逻辑关系是可逆的,引入和定义了量子逻辑函数;通过引入辅助量子位,增添量子输出信号的区分位,完成对非可逆逻辑门的改造,使非可逆逻辑门在量子电路中得到可逆实现,并研究了一些有用的非可逆逻辑门的改造方法,给出可实现的优化后的量子电路。     

Pulse-modulated analog neuron circuits

Analog neuron circuits based on both frequency modulation and pulse modulation are investigated. The circuits are compared in terms of size, power, performance, and reliability; frequency modulation shows advantages in each area. Test circuits were designed and fabricated in 2µm CMOS technology. The frequency modulated neuron has an operational frequency of 3.125 MHz and a dynamic range of 17 bits. Our results indicate that this circuit technique may provide substantial advantages in high-performance, low-power neural systems.     

Pulse-modulated analog neuron circuits

Analog neuron circuits based on both frequency modulation and pulse modulation are investigated. The circuits are compared in terms of size, power, performance, and reliability; frequency modulation shows advantages in each area. Test circuits were designed and fabricated in 2μm CMOS technology. The frequency modulated neuron has an operational frequency of 3.125 MHz and a dynamic range of 17 bits. Our results indicate that this circuit technique may provide substantial advantages in high-performance, low-power neural systems.     

电子电路故障诊断的新方法

本文提出了一种诊断大规模电子电路的子网络级故障诊断屏蔽方法，首先将电路撕裂成一定数目的子电路，在一定的激励条件下，依次对各子电路进行屏蔽，得到各子电路的逻辑诊断值或逻辑矩阵，最后用逻辑运算进行故障定位。     

Switched-current chaotic neurons

The authors present two nonlinear CMOS current-mode circuits that implement neuron soma equations for chaotic neural networks. They have been fabricated in a double-metal, single-poly 1.6 μm CMOS technology. The neuron soma circuits use a novel, highly accurate CMOS circuit strategy to realise piecewise-linear characteristics in the current-mode domain. Their prototypes obtain reduced area and low voltage power supply (down to 3 V) with a clock frequency of 500 kHz     

Synchronization and chaos in coupled memristor-based FitzHugh-Nagumo circuits with memristor synapse

The memristor has drawn a significant interest in the fields of neuromorphic circuits because the nanoscale memristor is a strong candidate to become the critical element of novel ultra-high density low-power non-volatile memories. In the present paper, we focus on networks of FitzHugh-Nagumo neuron circuits employing memristor. First, we build the memristor-based circuit of FitzHugh-Nagumo model. The details of the chaotic phenomena of the memristor-based FitzHugh-Nagumo circuit under external stimuli have been found with use of computer simulations, i.e., we have numerically calculated waveform diagrams, phase portraits, Lyapunov exponents and bifurcation diagram. And we also confirm these results of theoretical analyses and numerical calculations by circuit simulation experiments of the actual analog circuit realization using Multisim modeling. Then the synchronization of coupled memristor-based chaotic neurons with memristor synapse is discussed, and synchronization mechanism is also found. Finally, we have also derived the sufficient conditions of chaotic synchronization in unidirectional coupled neuron circuits and bidirectional coupled neuron circuits respectively, which are that the parameter of memristor synapse must meet certain conditions. These results of theoretical analyses have been confirmed by numerical simulation.