28 nm CMOS 工艺中突触前短时程可塑性与停止学习突触的开关电容实现
新兴技术
2014-12-11 v1
摘要
突触动力学（如长时程和短时程可塑性）在神经形态集成电路（IC）上运行神经网络时，对其复杂性和生物真实性的实现起着重要作用。例如，它们赋予 IC 适应环境并从中学习的能力。为了实现这些突触动力学所需的毫秒至秒级时间常数，通常采用模拟亚阈值电路。然而，由于工艺变异和漏电问题，几乎不可能将此类电路移植到现代亚 100 nm 技术节点。相比之下，我们展示了一种基于 28 nm CMOS 工艺的神经形态系统，该系统利用开关电容（SC）电路实现了 128 个具有短时程可塑性的突触前神经元以及 8192 个停止学习突触。该神经形态系统面积为 0.36 mm²，功耗为 1.9 mW。该电路采用了一种最小化漏电效应的技术，允许时间常数长达数秒的实时操作。由于所有计算均依赖 SC 技术，该系统仅由通用的混合信号构建模块组成。这些通用构建模块使得系统易于在不同技术节点间移植，而 SC 系统固有的大规模数字电路部分则能充分受益于技术缩放。
引用
@article{arxiv.1412.3243,
title = {Switched-Capacitor Realization of Presynaptic Short-Term-Plasticity and Stop-Learning Synapses in 28 nm CMOS},
author = {Marko Noack and Johannes Partzsch and Christian Mayr and Stefan Hänzsche and Stefan Scholze and Sebastian Höppner and Georg Ellguth and Rene Schüffny},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.3243},
year = {2014}
}