23930

پياده سازي يك مدل نورون اسپايكي به روش تصادفي

كارشانسي ارشد

مهندسي برق گرايش الكترونيك ديجيتال

1397

1400/02/15

دكتر محمدعظيم كرمي

مهندسي برق

اين پايان‌نامه به پياده‌سازي مدل نورون اسپايكي ايژيكويچ به روش محاسبات تصادفي پرداخته است. ابتدا محاسبات عصبي به صورت مقدماتي مرور شده و سپس معرفي اجمالي راجع به انواع مدل‌هاي نورون اسپايكي به هدف انتخاب مدل نوروني مد نظر از بين آن‌ها ارائه شده است. پس از انتخاب مدل مد نظر، به بررسي انواع پياده‌سازي‌هاي اين مدل در مدارهاي ديجيتال پرداخته شده است. از ميان روش‌هاي پياده‌سازي بلوك‌هاي محاسباتي همچون ضرب و تقسيم در مدارهاي ديجيتال، روش محاسبات تصادفي براي پياده‌سازي نورون استفاده شده است. با استفاده از محاسبات تصادفي يك ضرب‌كننده 16 بيتي طراحي شد و با بهره گيري از آن، مداري جهت پياده‌سازي مدل نورون اسپايكي ايژيكويچ طراحي شده است. از مجموع 20 پاسخ ايژيكويچ، 11 پاسخ با سخت‌افزار مهندسي شده در اين پايان‌نامه قابل بازتوليد است. اين مدار به صورت RTL توصيف شده است و در بهينه‌ترين حالت از 649 جدول جستوجو و 414 فليپ فلاپ استفاده مي‌كند. توان مصرفي استاتيك 14 ميلي وات و فركانس كاري مدار 114 مگاهرتز گزارش شده است.

1400/03/15

implementation of a spiking neuron model using stochastic computing

5/5/2022 12:00:00 AM

This thesis is dedicated to implementing Izhikevich spiking neuron model using stochastic computing. First, Neuromorphic computing is explained and some popular spiking neuron models are introduced. After choosing Izhikevich neuron model as the model to describe, some computing methods are evaluated. Stochastic computing method is used for implementing between all of the evaluated methods. In the end this study dedicated for describing different multipliers to choose best of them for hardware description. Izhikevich neuron model is described and compared with other descriptions by others. The described circuit is design in RTL Abstraction. Out of 20 responses of Izhikevich neuron model, 11 responses are achieved. The area overhead of circuit includes 649 Look Up Table and 414 flipflop. The practical frequency is 114 MHz and the power consumption is reported as 12 mW.

محاسبات تصادفي , نورون اسپايكي

stochastic computing , spiking neuron