論文の概要: Real-Time State Modulation and Acquisition Circuit in Neuromorphic Memristive Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.00378v1
- Date: Sat, 1 Jun 2024 09:31:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-06 07:24:46.693647
- Title: Real-Time State Modulation and Acquisition Circuit in Neuromorphic Memristive Systems
- Title（参考訳）: ニューロモルフィック覚醒系におけるリアルタイム状態変調と取得回路
- Authors: Shengbo Wang, Cong Li, Tongming Pu, Jian Zhang, Weihao Ma, Luigi Occhipinti, Arokia Nathan, Shuo Gao,
- Abstract要約: メムリスタ状態情報を同時に変調して取得するデュアルファンクション回路を導入する。
提案した回路は様々なスケールで動作可能であり、幅広いニューロモルフィックな応用の可能性を秘めている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.268591785609972
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Memristive neuromorphic systems are designed to emulate human perception and cognition, where the memristor states represent essential historical information to perform both low-level and high-level tasks. However, current systems face challenges with the separation of state modulation and acquisition, leading to undesired time delays that impact real-time performance. To overcome this issue, we introduce a dual-function circuit that concurrently modulates and acquires memristor state information. This is achieved through two key features: 1) a feedback operational amplifier (op-amp) based circuit that ensures precise voltage application on the memristor while converting the passing current into a voltage signal; 2) a division calculation circuit that acquires state information from the modulation voltage and the converted voltage, improving stability by leveraging the intrinsic threshold characteristics of memristors. This circuit has been evaluated in a memristor-based nociceptor and a memristor crossbar, demonstrating exceptional performance. For instance, it achieves mean absolute acquisition errors below 1 {\Omega} during the modulation process in the nociceptor application. These results demonstrate that the proposed circuit can operate at different scales, holding the potential to enhance a wide range of neuromorphic applications.
- Abstract（参考訳）: 覚醒性ニューロモルフィックシステムは人間の知覚と認知をエミュレートするために設計されており、覚醒剤の状態は低レベルのタスクと高レベルのタスクの両方を実行するために必須の歴史的情報を表す。
しかし、現在のシステムでは、状態変調と取得の分離が問題になり、望ましくない時間遅延が発生し、リアルタイムのパフォーマンスに影響を及ぼす。
この問題を克服するために,メムリスタ状態情報を同時に変調し,取得するデュアルファンクション回路を導入する。
これは2つの重要な特徴によって達成される。
1) 通過電流を電圧信号に変換しながら、メムリスタに正確な電圧印加を保証するフィードバック動作増幅器(オプトアンプ)ベースの回路
2 変調電圧及び変換電圧から状態情報を取得し、メムリスタの内在閾値特性を活用して安定性を向上させる分割計算回路。
この回路はメムリスタベースのノシセプターとメムリスタクロスバーで評価され、例外的な性能を示した。
例えば、ノシセプター応用における変調過程において、1.Omega 以下の平均絶対的な取得誤差を達成する。
これらの結果は、提案回路が様々なスケールで動作可能であることを示し、幅広いニューロモルフィック応用の可能性を秘めている。
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