CMOS-undirstaða svæðis- og orkusparandi tauga- og taugakerfisrásir fyrir hliðræna tauganet með tímaléni

ÁSTANDUR

Hefðbundin taugakerfi hafa tilhneigingu til að hafa samskipti í gegnum hliðrænt magn, eins og strauma eða spennu; Hins vegar, eftir því sem CMOS tæki minnka og framboðsspenna minnkar, verður kraftmikið svið hliðrænna rafrása á spennu/straumsviði þrengra, tiltæk framlegð verður minni og ónæmi fyrir hávaða minnkar. Meira en það, notkun rekstrarmagnara (op-magnara) og samfelldra tíma- eða klukkusamanburðar í hefðbundinni hönnun leiðir til mikillar orkunotkunar og stórs flísaflatar, sem myndi skaða uppbyggingu tauganeta með toppa. Í ljósi þessa leggjum við til taugabyggingu til að búa til og senda tímalénsmerki, þar á meðal taugafrumueiningu, taugamótareiningu og tvær þyngdareiningar. Fyrirhuguð taugabygging er knúin áfram af lekastraumi MOS smára og notar inverter-byggðan samanburðarbúnað til að átta sig á kveikjuvirkni og gefur þannig meiri orku- og svæðisnýtingu samanborið við hefðbundna hönnun. Fyrirhuguð taugabygging er framleidd með TSMC 65 nm CMOS tækni. Fyrirhuguð taugafruma og taugamót taka svæði 127 og 231 lm2, í sömu röð, en ná millisekúndna tímafastum. Raunverulegar flísmælingar sýna að fyrirhuguð uppbygging útfærir tímabundna merkjasamskiptaaðgerðina með millisekúndna tímaföstum, sem er mikilvægt skref í átt að vélbúnaðargeymi fyrir samskipti manna og tölvu. Niðurstöður eftirlíkingar á tauganeti með spiking fyrir lóntölvu með hegðunarlíkani fyrirhugaðrar taugabyggingar sýna námsvirknina.

cistanche ávinningur fyrir karla styrkir ónæmiskerfið

Smelltu hér til að skoða Cistanche Enhance Immunity vörur

【Biðja um meira】 Netfang:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Djúp tauganet (DNN), sem eru önnur kynslóð gervi tauganeta (ANN), hafa verið mikið könnuð á undanförnum árum fyrir vaxandi fjölda forrita. Hins vegar hefur mikil orkunotkun þeirra, sérstaklega fyrir minnisaðgang í hefðbundnum von Neumann arkitektúr, neytt fólk til að finna aðra leið til að ná fram orkusparandi lausnum.1–6 Spiking neural network (SNN) er ein af aðlaðandi lausnunum sem þriðja kynslóð ANN sem getur gert sér grein fyrir námsvirkni með litlum krafti með því að líkja eftir líffræðilegum taugafrumum. SNN samanstanda af taugafrumum og taugamótum og eru venjulega byggð með botn-upp nálgun, sem þýðir að hann þarf hvern hluta SNN-einanna fyrst.6–12 Greint hefur verið frá mörgum vélbúnaðarútfærslum á púls-taugafrumum eða taugamótum.13–21 Til innleiða leka samþættingaraðgerð taugafrumna, hefðbundin hönnun byggir venjulega samþættingu með rekstrarmögnurum (op-ampara)14 og notar oft stóra innbyggða þétta og viðnám til að líkja eftir millisekúndna tímafastum líffræðilegra taugafrumna.16,17 Ennfremur, til að innleiða taugafrumu „elda“ virkni, sérstök hringrásarbygging samfelldra tíma- eða klukkusamanburðar er venjulega notuð til að stilla þröskuldinn fyrir örvun taugafrumna.13–16,20 Forspennustraumur samfellda tímasamanburðarins eykur án efa orkunotkun taugafrumu, á meðan klukka samanburðarbúnaðurinn krefst viðbótar klukkudreifingar og flókin samanburðarbyggingin tekur stórt flísasvæði. Þó að fullkomnari ferlar geti náð lítilli orkunotkun með því að draga úr framboðsspennu og kyrrstöðu lekastraumi,21 leiðir það einnig til þrengra hreyfisviðs, minni tiltækrar framlegðar og skertrar hávaðaónæmis hliðrænna rása spennu/straumsviðs.22 Þetta er skaðlegt fyrir hefðbundin tauganet sem nota hliðrænt magn, eins og spennu og straum, til að hafa samskipti sín á milli. Á hinn bóginn, þökk sé kvarðaðri smára sem hafa bættan vinnsluhraða með skörpum merkjaskiptum, er hægt að tákna hliðrænar upplýsingar á skilvirkari hátt á tímasviðinu, þ.e. tímabili tveggja merkjaskipta. Þessi svokallaða tímalénshringrás hefur annan kost í orkunýtni sinni þar sem hún samanstendur oft af inverterum eða rökrænum hliðum sem helst ekki neyta jafnstraumsstyrks.22,23 Þannig eru tímalénsrásir tilvalnar fyrir framtíðarútfærslur á lágafls SNN. .

cistanche ávinningur fyrir karla styrkir ónæmiskerfið

Í þessari grein leggjum við til upprunalega taugabyggingu til að búa til og senda tímalénsmerki til að búa til tímaléns tauganet. Samþætta uppbyggingin inniheldur taugafrumu- og taugamótaeiningar sem mynda og senda tímalénsmerki, í sömu röð, auk þyngdareininga fyrir námsaðgerðir. Eitt helsta markforritið okkar er lóntölva, sem vinnur úr upplýsingum sem tengjast mannlegri starfsemi. Forritið okkar miðar að einfaldari og minna gagnafrekri vinnslu, svo sem lífmerkjum. Í lóntölvu er hægt að útfæra námsaðgerðir eins og hjartalínuriti og hátalaragreiningu sem og rithandargreiningu með því að nota aðeins nokkur hundruð taugafrumur. Tilvísun 24 sýnir að námsárangur batnar þegar tímafastar inntaksáhrifa eru samræmdir á milli markvirkni og virku lóns, og við notum millisekúndna tímafasta sem hönnunarmarkmið fyrir taugabyggingu sem verður notuð til að vinna úr tímaröðupplýsingum um athafnir manna. Við notum hegðunarlíkan fyrirhugaðrar taugabyggingar til að smíða SNN fyrir lónsreikninga og innleiða lærdómsaðgerðina, sem sannar að fyrirhugaða taugabyggingu okkar er hægt að nota til lónstölvu. Hönnuð og framleidd taugabygging er sýnd á mynd 1(a), sem er byggð á fyrirhuguðum taugafrumum, taugamótum og þyngdareiningum, sem verður lýst í smáatriðum hér að neðan. Í þessari uppbyggingu er inntak taugafrumueiningarinnar tengt tveimur þyngdareiningum, annarri til að stilla hamlandi merkið og hinn fyrir örvandi merkið. Við framleiddum fyrirhugaða taugabyggingu sem sýnd er á mynd 1(a) með TSMC 65 nm staðlaðri CMOS tækni. Smámynd af flögunni er sýnd á mynd 1(b), þar sem deyjasvæði taugafrumunnar, taugamóta og þyngdareininganna er 127, 231 og 525 lm2, í sömu röð.

ght einingar eru 127, 231 og 525 lm2, í sömu röð. LIF taugafrumulíkanið samanstendur aðallega af himnuþétti, lekandi viðnám og spennusamanburðarbúnaði. Taugafrumur fá merki frá öðrum taugafrumum í gegnum taugamót og sema myndar virknimöguleika sem svar við þessum ytri merkjum. Ef taugafruma fær nægjanlega marga toppa í gegnum taugamótin mun himnugeta hennar ná þröskuldsgildi, sem veldur því að taugafruman „kviknar“. valkostur við samanburðartæki. Tilvísun 27 hefur lagt til taugafrumu sem byggir á inverter, sem hentar vel til notkunar í fyrirhugaðri taugabyggingu, og því var taugafruman sem notuð var í þessari rannsókn hönnuð út frá Ref. 27, sem er sýnd á mynd 2(a). Það samanstendur af inntakstæki, lekandi samþættingarbúnaði, brunabúnaði og seinkunartæki. Upphaflega, í Ref. 27, er ekki gert ráð fyrir að hringrásin sé hönnuð sem þáttur til að byggja upp tauganet og hefur því ekki uppbyggingu til að taka á móti örvandi og hamlandi merki. Í fyrirhugaðri hringrás, hins vegar, fær inntakstækið sem samanstendur af M1 og M2 örvandi inntak og hamlandi inntak, í sömu röð. Inntak til M1 og M2 eru þröng púlsmerki eins og sýnt er á mynd 2(a), sem eru mynduð úr forstigi taugamóta. Virkni forstigs taugamótsins er táknuð með púlstíðni og tengiþyngd er táknuð með púlsbreidd. Þegar fleiri en eitt forstigs taugamót er tengt til að búa til net, er hægt að beita mörgum púlsum í gegnum OR rökfræði eða með því að bæta inntakstækjum sem eru tengd samhliða. Með samhliða inntakstækjum getur taugahringrásin tekið við mörgum púlsum jafnvel á sama tíma.

cistanche tubulosa-bæta ónæmiskerfið

Í lekasamþættingarbúnaðinum táknar Cmem frumuhimnu taugafrumunnar og M5 má líta á sem lekandi viðnám í hvíldarástandi. Þegar ekkert utanaðkomandi inntak er til inntaksbúnaðarins er þétturinn hlaðinn með lekastraumi M3 og M4 og himnugetan Vmem eykst stöðugt með innstreymi lekastraumsins [straumurinn er samþættur eins og sýnt er á mynd 2( bi)]. Á þessum tímapunkti, þar sem M5 er í slökktu ástandi, má líta á hann sem viðnám samhliða þéttinum, þ.e. lekandi viðnám, sem getur náð langtímafasta. Þegar Vmem hækkar að þröskuldsspennu VthðFireÞ, er skotbúnaðurinn virkjaður [Mynd. 2(b-ii)]. Í hefðbundinni hönnun nota LIF taugafrumur að mestu sérstaka hringrásarbyggingu með samfelldum tíma eða klukkuðum samanburðarbúnaði til að stilla þröskuldsspennuna. Þetta er ekki vingjarnlegt fyrir að byggja SNN sem eru eins orkusparandi og lífræn og heilinn. Í þessari rannsókn er kveikjutækið útfært með inverter-byggðum samanburðartæki sem getur stillt þröskuldsspennu með tveimur smára í stað samfelldra tíma eða klukkaðs samanburðar. Til að átta sig á nákvæmri þröskuldsspennu fyrir samanburðartæki sem byggir á inverter, gætum við notað sjálfvirka núllstillingartækni sem skynjar, geymir og hættir við frávikið með rofum og þéttum reglulega.28 Hins vegar þarf margra fasa klukkur til að stjórna rofanum; þannig að það hentar ekki fyrir svæðis- og aflhagkvæmar útfærslur lónsins. Þó að með einföldum inverter-byggðum samanburðarbúnaði gæti verið þröskuldsbreyting vegna ferlis, spennu og hitasveiflna, þá má líta á það sem að líkja eftir muninum á einstaklingum af raunverulegum taugafrumum. Að auki getur námsaðgerðin bætt upp fyrir þröskuldsmun og breytileika í ferlinu.29 Þegar örvandi púlsinntak er til staðar mun M1 kveikja á samstundis, sem veldur því að meiri straumur hleður Cmem og Vmem hratt. Aftur á móti mun hamlandi púlsinntaksmerki valda því að M2 kviknar um stundarsakir, sem veldur því að Cmem hleðst hægar eða jafnvel losað í gegnum M2, sem aftur hægir á hraða Vmem hækkunar eða lætur það falla.

Þegar kveikjubúnaðurinn er virkjaður myndar hann lítið magn af VFire til að vera tengdur við M4, sem mun auka strauminn til að hlaða himnuþéttann Cmem, sem leiðir til tafarlausrar aukningar á himnugetu Vmem, sem stuðlar að því að hleypa af stað. tæki. Þetta líkir eftir innstreymi Naþ inn í frumuhimnuna sem veldur hraðri aukningu á himnuspennu, þ.e. jákvæð endurgjöf. Að lokum er lágu stigi VFire sem myndast frá hleypibúnaði breytt í hátt stigi VSpike [Mynd. 2(b-iii)] með seinkabúnaði sem inniheldur þriggja þrepa inverter og tengir VSpike við M3 og M5 og endurstillir Vmem á núll. Þetta ferli líkir eftir virkjun Kþ rása í líffræðilegum taugafrumum, sem leiðir til flæðis Kþ jóna út á við og að frumuhimnunni fari að lokum aftur í hvíldarástand.

Synapses eru nauðsynlegar einingar í SNN, þar sem taugafrumur eru samtengdar með þeim. Við höfum hannað taugafrumueiningu til að búa til tímalénsmerki og þá þurfum við sendingarmiðil, þ.e. taugamót, til að senda þetta tímalénsmerki til annarra taugafrumna. Til að búa til heill taugakerfi, hönnum við taugamótareiningu sem byggir á tíðnimerkjum, eins og sýnt er á mynd 2(c). Synapse samanstendur aðallega af spennustýrðum hringasveiflu sem starfar undir lekastraumi, sem er samsettur úr þriggja þrepa inverter (M6; M7; M8; M9; M10 og M11). Fyrri taugafrumuhringrásin kviknar og myndar topp VSpike, sem er snúið við af inverter, sem gerir M5 opinn í stuttan tíma og straumurinn sem flæðir í gegnum M5 hleður CSYN, sem mun auka VSYN. Þegar VSYN nær spennunni sem kallar sveifluna af stað, byrjar hringsveiflan að sveiflast [Mynd. 2(b-iv) og 2(bv)]. Ef fyrri taugafruman kviknar ekki í langan tíma mun VSYN leka þar til upphafsástandið er, en þá verður taugamótin óvirk aftur. Þar sem VSYN jafngildir framboðsspennu hringsveiflunnar stjórnar straumurinn sem flæðir út úr M5 VSYN og þar með tíðni hringsveiflunnar.

cistanche ávinningur fyrir karla styrkir ónæmiskerfið

SNNs ná námsaðgerðinni með því að stilla lóðin; því leggjum við til þyngdareiningu sem er samhæfð við fyrirhugaða taugafrumu- og taugamótareiningu sem lýst er hér að ofan, eins og sýnt er á mynd 2(d). Fyrirhuguð þyngdareining stillir tímalénsupplýsingarnar, sem eru breidd úttakspúlsanna. Þessi eining samanstendur af seinkunarlínu, multiplexer og OG hliði. VRing er ferhyrningsbylgjumerkið frá taugamótinu sem mun fara í gegnum seinkunarlínuna. VWeight er stafræni kóðinn sem táknar þyngd, sem er ákvarðaður eftir nám og er notaður til að stjórna multiplexernum. Breidd úttakspúlsins sem samsvarar þyngd tímaléns er stillt í samræmi við hvaða tap í inverterkeðjunni er valinn af multiplexernum. Eins og fyrr segir, ef örvandi eða hamlandi púlsbreidd er breið, er spennan Vmem í síðari taugafrumu hlaðin eða losuð hraðar, í sömu röð. Þetta samsvarar mikilli þyngd. Í þessari rannsókn völdum við multiplexer með 16 inntak, þ.e. fjögurra bita þyngd (0000 til 1111). Úttak þyngdareiningarinnar er tengt inntaksbúnaði síðari taugafrumurásanna. Tíðni púlsins (púlsbil) og breidd púlsins verka samtímis á taugafrumuna til að breyta virkni hennar. Tíðni púlsins er ákvörðuð af úttakstíðni fyrri taugamóta, en tengistyrkurinn fer eftir breidd púlsúttaksins sem ákvarðast af þyngdareiningunni.

MYND. 1. (a) Fyrirhuguð uppbygging og (b) smásjá af flísinni.

MYND. 2. (a) Hringrásarmynd af fyrirhugaðri taugamótareiningu, (b) hegðun fyrirhugaðrar LIF taugafrumu- og taugamótareininga, (c) hringrásarmynd af fyrirhugaðri taugamótareiningu, og (d) hringrásarmynd af fyrirhugaðri þyngdareiningu.

Mynd 3(a) sýnir tilraunauppsetninguna sem notuð er til að prófa tilbúna taugabyggingarflöguna [Mynd. 1(b)], þar sem kubburinn var settur á rannsakastöð Summit 11000 og prófuð með nema í beinni snertingu við hana. Í tilraununum gerum við ráð fyrir að inntak þyngdareininganna tveggja séu forstigs taugamótin, sem líkja eftir handahófskenndu aðgerðaframleiðunum. Úttak taugafrumunnar er tengt taugamótareiningunni, úttak hennar verður breytilegt til að bregðast við breytingum á framleiðslu taugafrumunnar. Við notuðum Tektronix AFG31252 handahófskennda virkni rafall sem forstigs taugamót til að veita ferhyrningsbylgjumerki fyrir tilbúnar taugarásir okkar. Á sama tíma horfðum við á úttaksbylgjuformin með því að nota sveiflusjár (Keysight MSOX6004A og DSOX93304Q). Tilraunaniðurstöðurnar eru sýndar á myndum. 3(b)–3(d). Til að sannreyna áhrif lóða á kveikjuhraða taugafrumna, festum við tíðni forstigs taugamótaúttaks (virkni rafall) við 100 Hz og fylgjumst með breytingunni á kveikjuhraða taugafrumna fyrir fjórar flísar með því að stilla lóðareininguna. Við tókum meðaltalstíðni toppa 1024 sinnum á 100 ms tímabili til að fá samsvarandi kveikjutíðni taugafruma undir hverri þyngdarstillingu, eins og sýnt er á mynd 3(b). Fyrirhuguð taugafruma hleypur í grundvallaratriðum með hraðanum sem ákvarðast af lekastraumum inn og út frá Cmem í jafnvægi og inntakið frá fyrra stigi mótar það. Við getum séð að þegar lóðin verða stærri, þá verður kveikjutíðni taugafrumueiningarinnar stærri. Aðallega vegna breytinga á ferli FETs sveiflast kveikjutíðnin frá um 610%–17% á fjórum flögum. Sérstaklega fyrir notkun í lóni, þó, vegna tilviljanakennda vægi í endurteknum tengingum þess, ætti að bæta upp fyrir þessi tilviljanakenndu breytileika meðan á námsferlinu stendur í framleiðsluvogunum.

Mynd 3(c) ber saman breytingar á brunatíma taugafruma eftir merki frá forstigi taugamótsins. Innfellingarnar (i)–(iii) á mynd 3(c) sýna tilvikin með 100 Hz hamlandi inntak (þyngd er stillt á 1100), ekkert inntak og með 100 Hz örvandi inntak (þyngd er stillt á 1100), í sömu röð , þar sem við getum séð að hamlandi inntakið lækkar brunatíðni taugafrumunnar og eykur brunabilið, en örvandi inntakið virkar sem andstæða hamlandi inntaksins. Tilraunaniðurstöðurnar sýna að skotbil fyrirhugaðrar taugafrumu er af stærðargráðunni millisekúndur, sem er í samræmi við eiginleika líffræðilegra taugafrumna sem hafa millisekúndna tímafasta. Þegar ekkert merki er gefið frá forstigs taugamótinu er orkunotkunin um 800 pW, sem myndar um 20 toppa í 100 ms lotu. Út frá þessu má gróflega áætla að hver toppur eyði um 4 pJ af orku. Í kjölfarið voru innskotin (i)–(iii) á mynd 3(c) notuð sem inntaksmerki til taugamótsins til að hafa áhrif á VRing. Mældar VRing bylgjuform í þessum þremur tilvikum eru sýndar á mynd 3(d). Meðaltöl tíðnanna fyrir hvert tilvik mæld á 5 sekúndum tíma eru 41, 90 og 98 Hz, í sömu röð. Hagkvæmni þessa taugamótaúttakstíðnisviðs verður staðfest með uppgerðum á kerfisstigi í eftirfarandi umfjöllun.

MYND. 3. (a) Ljósmynd af tilraunauppsetningunni, (b) mældur skothraði taugafrumunnar fyrir fjórar flögur, (c) mældar bylgjuform taugafrumunnar og (d) mældar bylgjuform taugamótaflagsins.

MYND. 4. (a) Önnur sameinuð uppbygging framleidd til að meta synapse og (b) mældar bylgjuform VRing og VSYN.

Til að auðvelda athugun á samstilltu svörun taugamótsins, bjuggum við líka til uppbyggingu myndar 4(a). Mynd 4(b) er tilraunaniðurstöður á mynd 4(a). Við notuðum Tektronix AFG31252 handahófskennda virkni rafall til að búa til 10 Hz ferningsbylgjumerki VIN eins og sýnt er á mynd 4(ai). Eftir að VIN hefur farið í gegnum þyngdareiningu gefur það frá sér toppmerki VOUTðWeightÞ. Spenna VSYN er fylgst með á flís uppspretta fylgja sem hliðstæða biðminni. Þó VOUTðWeightÞ sé ekki hannað til að fylgjast með utan frá þar sem það er þröngur púls, með komu VOUTðWeightÞ eftir fallbrún VIN, hækkar VSYN spennan við taugamót samstundis eins og sýnt er á mynd 4(b-ii), sem aftur eykur tíðni VRing. Ef VOUTðWeightÞ kemur ekki í langan tíma þá minnkar VSYN sem aftur hefur áhrif á að VRing tíðnin verður minni. Tafla I sýnir frammistöðusamanburð meðal sjálfstæðra taugafrumurása. Fyrirhuguð taugafrumuhringrás hefur kosti hvað varðar orkunotkun og flatarmál. Hönnunin í Refs. 13–16 notaði samfelldan tíma eða klukkaðan samanburðartæki, og þessi hönnun tekur upp mikið magn flísaflatar og orkunotkunar. Taugafruman framleidd í ferli sem ekki er CMOS sem lagt er til í Ref. 18 þarf ekki samanburðartæki, sem leiðir til forskots á svæðinu. Hins vegar er orkunotkun þess tiltölulega mikil og þessi tiltekna tækni er minna þroskuð og þar af leiðandi kostnaðarsamari miðað við staðlaða CMOS ferla. Bæði Refs. 19 og 21 eru í háþróuðu ferli. Hins vegar, samanborið við þetta verk, Ref. 19 hefur ekki forskot hvað varðar orkunotkun og flatarmál. Þó að sf. 21 sýnir betri orkunýtni með uppgerð niðurstöðum, þegar staðlað er af tæknihnútnum, nær fyrirhuguð taugafruma betri svæðisnýtni.

Til að sýna fram á hagkvæmni fyrirhugaðrar taugafrumu og hringsveiflu-undirstaða taugamótarása er hegðunarlíking gerð í MATLAB umhverfi eins og sýnt er á mynd 5(a). Í þessari uppgerð eru 100 taugafrumur notaðar með tilviljunarkenndar endurteknar tengingar við fyrirhugaða synapse og þyngdareiningar. Fyrirhugaðar þyngdareiningar eru aðeins notaðar í lónlaginu og þyngd þeirra er úthlutað af handahófi fyrirfram og fast á meðan á námsferlinu stendur. Þannig er jafnað upp fyrir tilviljunarkenndar sveiflur í lóninu á meðan á námsferlinu stendur í framleiðsluvogunum. Til að koma á raunhæfri uppgerð er úttakstíðnisvið hvers taugamóta stillt frá 15 til 200 Hz miðað við raunverulegar mælingarniðurstöður. Endurkvæma minnsta veldi (RLS) reikniritið er notað til að þjálfa úttaksþyngd eins og kynnt er í Ref. 30. 10 Hz sinusbylgja, sem samsvarar tímakvarða upplýsinga sem tengjast mannlegri starfsemi, er notuð sem dæmi um eftirlitsinntaksmerki. Eftirlits- og þjálfað úttaksmerki er sýnt á mynd 5(bi). Endurgjöf merkinu frá úttakinu er breytt í örvandi og hamlandi púlslest þar sem tíðni er í réttu hlutfalli við algildi úttaksamplitude eins og sýnt er á myndum. 5(b-ii) og 5(b-iii), í sömu röð. Eftir fimm tímabil af eftirlitsmerkjum eru úttaksþyngdirnar fastar og SNN myndar lærða merkið af sjálfu sér, sem sýnir fram á hagkvæmni fyrirhugaðra taugabygginga fyrir námsvirkni. Við höfum líka komist að því út frá þessum uppgerðum að til að bæta námsgetuna enn frekar ætti að auka úttakstíðnistillingarsvið taugamótsins, sem hægt er að gera með því að fínstilla taugamótarásina. Til dæmis, með lengri tíðnistillingu á bilinu 15 Hz–2 kHz og 15 Hz–20 kHz, verða lærðu merkin sléttari til að endurskapa betur eftirlitsmerkið eins og sýnt er á myndum. 5(b-iv) og 5(bv), í sömu röð.

cistanche tubulosa-bæta ónæmiskerfið

Í stuttu máli höfum við lagt til taugabyggingu til að búa til og senda tímalénsmerki. Fyrirhuguð taugafruma og taugamót taka svæði 127 og 231 lm2, í sömu röð. Þessi uppbygging notar ekki op-magnara og samfellda tíma eða klukka samanburðartæki, á meðan kveikjuaðgerðin er að veruleika með inverter-byggðum samanburðartæki til að veita kosti í flatarmáli og orkunotkun. Fyrirhuguð tímaléns taugabygging nýtur góðs af skalaðri ferlitækni samanborið við hefðbundna hönnun á spennu/straumléni. Raunveruleg flísaframleiðsla og mælingarniðurstöður sýna fram á tímabundna merkjasamskiptavirkni með millisekúndna tímaföstum. Fyrirhuguð tímaléns taugauppbygging hentar vel til að byggja upp taugakerfi með toppa til að vinna úr rauntíma tímaröðupplýsingum fyrir samskipti manna og tölvu.

Tafla I. Samanburður á frammistöðu á sjálfstæðum taugafrumum

MYND. 5. (a) Atferlislíkan SNN fyrir lónreikninga er byggt á fyrirhugaðri taugabyggingu. (b) Niðurstöður hegðunarhermuna á kerfisstigi: (i) byggðar á líkani með 15–200 Hz tíðnistillingarsviði, aðdráttarsýn yfir (ii) örvandi og (iii) hamlandi inntaksmerki sem eru umbreytt frá úttakinu, (iv) byggt á 15–2 kHz og (v) 15–20 kHz tíðnistillingarsviðum.

HEIMILDIR

1 Y. Zhang, P. Qu, Y. Ji, W. Zhang, G. Gao, G. Wang, S. Song, G. Li, W. Chen, W. Zheng, F. Chen, J. Pei, R Zhao, M. Zhao og L. Shi, Nature 586, 378–384 (2020).

2 D. Shin og H.-J. Yoo, Proc. IEEE 108, 1245–1260 (2020).

3 Y. LeCun, Y. Bengio og G. Hinton, Nature 521, 436–444 (2015).

4 T. Kohno og K. Aihara, AIP Conf. Frv. 1028, 113–128 (2008).

5 E. Chicca og G. Indiveri, Appl. Phys. Lett. 116, 120501 (2020).

6 Y. Bo, P. Zhang, Y. Zhang, J. Song, S. Li og X. Liu, J. Appl. Phys. 127, 245101 (2020).

7 K. Yang og A. Sengupta, Appl. Phys. Lett. 116, 043701 (2020).

8 X. Chen, T. Yajima, IH Inoue og T. Iizuka, Jpn. J. Appl. Phys. 61, SC1051 (2022).

9 W. Maass, taugakerfi. Networks 10, 1659–1671 (1997).

10S. S. Radhakrishnan, A. Sebastian, A. Oberoi, S. Das og S. Das, Nat. Samfélag. 12, 2143 (2021).

11X. Chen, T. Yajima, IH Inoue og T. Iizuka, í Extended Abstract of International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM) (JSAP, 2021), bls. 682–683.

12D. S. Jeong, J. Appl. Phys. 124, 152002 (2018).

13G. Indiveri, E. Chicca og R. Douglas, IEEE Trans. Taugafrumur. Networks 17, 211–221 (2006).

14X. Wu, V. Saxena, K. Zhu og S. Balagopal, IEEE Trans. Circuits Syst. II 62, 1088–1092 (2015).

15A. Joubert, B. Belhadj, O. Temam og R. Heliot, í The 2012 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 2012.

16S. A. Aamir, P. M€uller, G. Kiene, L. Kriener, Y. Stradmann, A. Gr€ubl, J. Schemmel og K. Meier, IEEE Trans. Biomed. Circuits Syst. 12, 1027–1037 (2018).

17A. Basu og PE Hasler, IEEE Trans. Circuits Syst. I 57, 2938–2947 (2010).

18S. Dutta, V. Kumar, A. Shukla, NR Mohapatra og U. Ganguly, Sci. Rep. 7, 8257 (2017).

19A. Rubino, M. Payvand og G. Indiveri, á 26. IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems (ICECS) (IEEE, 2019), bls. 458–461.

20S. A. Aamir, Y. Stradmann, P. M€uller, C. Pehle, A. Hartel, A. Grubl, J. Schemmel og K. Meier, IEEE Trans. Circuits Syst. I 65, 4299–4312 (2018).

21R. M. Saber Moradi og SA Bhave, í IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (SSCI), 2017.

22 þúsund. Asada, T. Nakura, T. Iizuka og M. Ikeda, IEICE rafeind. Express 15, 20182001 (2018).

23R. Staszewski, K. Muhammad, D. Leipold, C.-M. Hung, Y.-C. Ho, J. Wallberg, C. Fernando, K. Maggio, R. Staszewski, T. Jung, J. Koh, S. John, IY Deng, V. Sarda, O. Moreira-Tamayo, V. Mayega, R. Katz. , O. Friedman, O. Eliezer, E. de Obaldia og P. Balsara, IEEE J. Solid-State Circuits 39, 2278–2291 (2004).

24C. Gallicchio og A. Micheli, Neural. Netwotks 24, 440–456 (2011).

25L. F. Abbott og P. Dayan, Fræðileg taugavísindi (The MIT Press, 2005).

26W. Gerstner og WM Kistler, Spiking Neuron Models: Single Neurons, Populations (Cambridge University Press, 2012).

27T. Yajima, Sci. Rep. 12, 1150 (2022).

28B. Razavi, meginreglan um kerfishönnun gagnabreytinga (Wiley-IEEE Press, 1995).

29T. Wunderlich, AF Kungl, E. M€uller, A. Hartel, Y. Stradmann, SA Aamir, A. Gr€ubl, A. Heimbrecht, K. Schreiber, D. St€ockel, C. Pehle, S. Billaudelle, G. Kiene, C. Mauch, J. Schemmel, K. Meier og MA Petrovici, Front. Neurosci. 13, 1–15 (2019).

30D. Sussillo og L. Abbott, "Búa til samhangandi mynstur virkni frá óskipulegum tauganetum," Neuron 63, 544-557 (2009).