Дата публикации: 2022

Дата публикации в реестре: 2023-12-05T17:04:18Z

Аннотация:

В Тюменском государственном университете осуществлена разработка аппаратного нейропроцессора биоморфного типа на основе комбинированного мемристорно-диодного кроссбара. Такой нейропроцессор реализует биоморфную импульсную нейросеть с большим числом нейронов и обучаемых синаптических связей между ними. Большие биоморфные нейросети позволяют воспроизводить функциональность кортикальной колонки головного мозга человека, что посредством автономного нейропроцессора предоставляет новые возможности для задач обработки информации. При проектировании и оптимизации работы входного и выходного устройств, а также логической матрицы нейропроцессора, созданных на основе больших комбинированных мемристорно-диодных кроссбаров, необходимы физико-математические модели, позволяющие моделировать их работу. В настоящем сообщении представлены разработанные для этого нейропроцессора физико-математические модели: работы ячейки логической матрицы, построенной на основе упрощенных электрических моделей мемристора и диода Зенера; процесса маршрутизации логической матрицей выходных импульсов нейронов на синапсы других нейронов; процессов кодирования информации в биоморфные импульсы и их декодирования после нейронного блока в двоичный код. С помощью этих моделей и численного моделирования показана работоспособность входного и выходного устройств, а также логической матрицы биоморфного нейропроцессора при обработке поступающей информации. Оригинальность моделей связана со спецификой выбранной мемристорно-диодной ячейки универсальной большой логической матрицы, которая, помимо своей основной работы в качестве маршрутизатора импульсов, является основой электрических схем входного и выходного устройств нейропроцессора. Для численного моделирования работы больших электрических схем, содержащих мемристорно-диодные кроссбары, применялась оригинальная специализированная программа MDC-SPICE.

Тип: Article

Права: open access