IC neuro chip with analog synapses for a correct reaction neural network

具有模拟突触的 IC 神经芯片,可实现神经网络的正确反应

基本信息

  • 批准号:
    05555105
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 12.61万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1993
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1993 至 1994
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have fabricated a microchip of a neural circuit with pulse representation. The neuron output is a voltage pulse train. The synapse is a constant current source whose output is proportional to the duty ratio of neuron output. Membrane potential is charged by collection of synaptic currents through a RC circuit, providing an analog operation similar to the biological neural systems. We use a 4-bit SRAM as the memory for synaptic weights.Then, we have fabricated a new type of analog memory (Switched Diffusion Analog Memory) with a floating gate witch is used as a key component to store synaptic weights for integrated artificial neural networks. The analog memory comprises a tunnel junction, a connection TFT,two capacitors, and a MOSFET.A small capacitance realized by use of poly-Si oxide film as the tunneling barrier together with the switching of the TFT improves linearity. The experimental result agrees with the theoretical estimation.The last, we designed and fabricated a new analog DBM (Deterministic Boltzmann Machine learning) chip using SDAM.DBM learning circuit designed by Hebbian rule is suitable for integrated analog neuro-chip by use of SDAM which can be operated simultaneously for learning mode and retrieving mode.
我们制作了一个具有脉冲表示的神经电路的微芯片。神经元输出是电压脉冲序列。突触是一个恒流源,其输出与神经元输出的占空比成比例。通过RC电路收集突触电流来对膜电位充电,提供类似于生物神经系统的模拟操作。我们采用4位SRAM作为突触权值的存储器,并研制了一种新型的浮栅模拟存储器(Switched Diffusion Analog Memory),它是集成神经网络中存储突触权值的关键器件。该模拟存储器包括隧道结、连接TFT、两个电容器和MOSFET,通过使用多晶硅氧化物膜作为隧道势垒实现的小电容与TFT的开关一起改善了线性度。最后,我们设计并制作了一种基于SDAM的模拟DBM(DeterministicBoltzmannMachinelearning)芯片,采用Hebbian规则设计的DBM学习电路适用于基于SDAM的集成模拟神经元芯片,可以同时工作于学习模式和检索模式。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y. Mizugaki: "Linearization analysis of threshold characteristics for some applications of mutually coupled SQUIDs" IECE Trans. Electron.E76-C. 1291-1297 (1993)
Y. Mizugaki:“互耦合 SQUID 某些应用的阈值特性的线性化分析”IECE Trans。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Mizugaki: "New Approach Implementation of Neural Circuits Using Superconductive Devices" Extended Abstracts of the 1994 Int.Conf.on SSDM. 364-366 (1994)
Y.Mizugaki:“使用超导器件实现神经电路的新方法”1994 年 Int.Conf.on SSDM 的扩展摘要。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Mizugaki: "Implementation of superconducting synapse into a neuro-based analog-to-digital converter" Appl.Phys.Lett.65. 1712-1713 (1994)
Y.Mizugaki:“将超导突触实现到基于神经的模数转换器”Appl.Phys.Lett.65。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Mizugaki: "Superconducting implementation of neural networks using fluxon pulses" IEEE Trans. on Applied Superconductivity. 3. 2765-2768 (1993)
Y. Mizugaki:“使用磁通量脉冲超导实现神经网络”IEEE Trans。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Nakajima: "Hardware Implementation of New Analog Memory for Neural Networks" IEICE Trans.ELECTRON.E78-C. 101-105 (1995)
K.Nakajima:“神经网络新型模拟存储器的硬件​​实现”IEICE Trans.ELECTRON.E78-C。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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