脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由更具生物可解釋性的脈沖神經(jīng)元構(gòu)成,被稱為第三代人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算模型,是進行復(fù)雜時空信息處理的有效工具。結(jié)合現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的可重復(fù)編程特性與脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息處理模式,構(gòu)造脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件系統(tǒng),建立類腦智能計算的新模型,將是人工智能研究領(lǐng)域中極富挑戰(zhàn)性的任務(wù)。但是,在目前的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)的研究中,神經(jīng)元模型的實現(xiàn)較為單一,網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)的設(shè)計不夠合理,所以導(dǎo)致表現(xiàn)出的生物生理活動特征和神經(jīng)動力學(xué)特性比較匱乏。本文分析了神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,比較了數(shù)字系統(tǒng)、模擬電路以及混合實現(xiàn)之間的區(qū)別。根據(jù)二維分段線性脈沖神經(jīng)元模型、脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)和具有突觸連接的隨機耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),基于FPGA設(shè)計并實現(xiàn)了脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的時空特征模擬。主要研究工作如下:(1)通過二維分段線性脈沖神經(jīng)元模型,提出了神經(jīng)元模型的FPGA電路設(shè)計與實現(xiàn),采用歐拉方法對原始模型方程式進行離散化,隨后用數(shù)字實現(xiàn)方式設(shè)計了神經(jīng)元并行算術(shù)單元的工作原理圖以及膜電位V和恢復(fù)變量U的數(shù)字計算流水線,使得算術(shù)樹最大化了時間和空間的并行...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)字系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 模擬電路的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 混合實現(xiàn)的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的FPGA實現(xiàn)方法
    2.1 實現(xiàn)原理
    2.2 脈沖神經(jīng)元的FPGA實現(xiàn)方法
        2.2.1 神經(jīng)元模型分類
        2.2.2 神經(jīng)元的FPGA實現(xiàn)方法
    2.3 脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的FPGA仿真方法
        2.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)種類
        2.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的FPGA仿真方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 分段線性脈沖神經(jīng)元的電路設(shè)計與實現(xiàn)
    3.1 神經(jīng)元模型描述
    3.2 電路設(shè)計與實現(xiàn)
        3.2.1 數(shù)字設(shè)計
        3.2.2 電路實現(xiàn)
    3.3 神經(jīng)計算特性分析
        3.3.1 生物電學(xué)特性介紹
        3.3.2 PLS數(shù)字電路模擬
    3.4 生物皮層神經(jīng)元模擬
        3.4.1 皮層放電模式介紹
        3.4.2 PLS數(shù)字電路模擬
    3.5 本章小結(jié)
第4章 脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)構(gòu)建與仿真
    4.1 體系結(jié)構(gòu)描述
        4.1.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        4.1.2 硬件架構(gòu)
    4.2 通信系統(tǒng)構(gòu)建與實現(xiàn)
        4.2.1 數(shù)字設(shè)計
        4.2.2 電路實現(xiàn)
    4.3 網(wǎng)絡(luò)時空序列仿真
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果



本文編號：3735546