22900

كاهش اثر تشعشعات در مدار نورومورفيك

كارشناسي ارشد

معماري سيستم‌هاي كامپيوتري

1396

1398/11/27

دكتر ناصر مزيني - دكتر محمدرضا محمدي

كاميپوتر

معماري‌هاي نورومورفيك سيستم‌هاي سخت افزاري هستند كه هدف آن‌ها استفاده از اصول عملكرد شبكه‌هاي عصبي مغز براي مبناي كار خود مي‌باشد. از مزاياي سيستم هاي نورومورفيك مي‌توان گفت كه عمليات غير متمركز با موازي سازي فراوان را با واحدهاي پردازش ساده ايجاد مي‌كنند. از جمله كاربردهاي اين سيستم‌ها بينايي ماشين، پردازش صوت، شناسايي تصاوير و تشخيص الگو است. عملكرد صحيح مدارات الكتريكي هميشه مطرح بوده، يكي از عواملي كه مي تواند عملكرد اين مدارات را ناتوان كند بحث تشعشعات مي باشد. از اين جهت توسعه مدارهاي مقاوم در برابر اثرات تشعشعات هميشه مطرح بوده و با رشد ادوات الكترونيكي آن ها هم پيشرفت كرده اند. هدف پايان نامه اين است مدار نورومورفيك اي داشت كه از آن در ربات ها و فضاپيماهايي كه خارج از جو زمين كاربرد دارد يا به اصطلاح در محيط هاي خشن كه تشعشع وجود دارد اين مدار بتواند عملكرد صحيح داشته باشد. بعد از بررسي نمونه هاي تحقيقاتي در آزمايشگاه هاي پرتاب تشعشع به آن پي برده شد كه وجود تشعشع مي تواند باعث تغيير در ولتاژ آستانه و افزايش جريان نشتي ترانزيستورهاي اثر ميداني شود. در همين خصوص بصورت موردي پارامترهاي مدار نورومورفيك اكسون هيلوك قبل و بعد از تشعشع مورد اندازه گيري قرار گرفت. اين نتيجه بدست آمد كه وجود تشعشع باعث تغيير در ولتاژ آستانه اين ترانزيستور مي شود. افزايش ولتاژ آستانه باعث مي شود زمان روشن بودن همزمان ترانزيستورهاي شبكه بالارونده و شبكه پايين رونده افزايش يابد. روشن بودن همزمان شبكه بالارونده و شبكه پايين رونده باعث افزايش جريان اتصال كوتاه در مدار مي شود. افزايش جريان اتصال كوتاه باعث مي شود توان مصرفي پويا افزايش يابد. از اين جهت در پايان نامه تكنيك هاي كاهش جريان اتصال كوتاه بررسي شد و با استفاده از تكنيك قرار دادن يك مقاومت بين شبكه بالا رونده و شبكه پايين رونده باعث كاهش جريان اتصال كوتاه به ميزان 19% مشاهده شد.

1399/10/03

Reducing radiation effect in neuromorphic circuit

2/16/2020 12:00:00 AM

Neuromorphic architectures are hardware systems designed to use the function principles of the brain neural networks as the basis of their mechanism of action. An advantage of neuromorphic systems is to create decentralized operations associated with abundant parallelism with simple processing units. Machine vision, audio processing, image recognition, and pattern recognition are some examples of the applications of these systems. The accurate function of electrical circuits has always been the focus of attention. Radiation appears as a factor capable of disabling the operation of these circuits. Accordingly, the development of circuits resistant to the reduced effects of radiation has always been a goal. These circuits have advanced with the growth of electronic devices. This dissertation aimed to design a neuromorphic circuit to be used in robots and spacecraft operating outside the Earth's atmosphere or in other words, in harsh environments with radiation, which can function properly. It was found after examining research samples in launcher laboratories that radiation can cause changes in the threshold voltage, and thereby, increases the short circuit of MOSFET transistors. In this context, axon-hillock neuromorphic circuit parameters were selectively measured before and after radiation. According to the results, the presence of radiation leads to changes in the threshold voltage of this transistor. The increased threshold voltage enhances the simultaneous On-state time of pull-up network and pull-down network transistors. The simultaneous On-state of the pull-up network and pull-down network transistors increases the short circuit current in the circuit. The increased short circuit current will lead to enhanced dynamic power. Thus, the short circuit current reduction techniques were studied in the dissertation. In doing so, the technique of placing a resistor between the pull-up network and the pull-down network transistors was used to reduce the short circuit current.