| 講演名 | 2008-11-08 時間領域情報処理による脳型集積システム(ニューロハードウェア,一般) 森江 隆, 田中 秀樹, 厚地 泰輔, 是角 圭祐, 中田 一紀, |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 我々は従来より,パルス変調信号により時間領域で積和演算および任意非線形変換が行える「アナログ・デジタル融合回路アーキテクチャ」と名付けた方式を提案し,これに基づき各種の脳型視覚処理LSIおよびニューラルネットワークLSIを開発してきた.時間領域での非線形変換は,変換関数と同形の非線形な時間関数で表される電圧または電流波形を用いることで実現できる.これまで,波形生成回路の占有面積の関係から,任意非線形関数波形を複数の演算回路で共有する方式を用いてきたが,この方式では各演算回路が同期的に動作せざるを得ない.しかし,いくつかのモデルでは非同期動作が必要となることがある.スパイクタイミング依存シナプス可塑性(STDP)はその一例である.本報告では,他の例として相対的なスパイクタイミング差による類似度(距離)演算回路を紹介する.また,準周期的にスパイク発火するニューロンのモデルである位相振動子を同期・非同期両方式でCMOS回路で実現した例を示す.回路シミュレーション結果より,このモデルをスパイクタイミングイベント駆動により非同期で動作させることにより,処理時間および消費電力の大幅な削減が期待できることを示す. |
| 抄録(英) | We have proposed merged analog-digital circuit architecture, which can perform multiply-and-accumulation and arbitrary nonlinear transformation operations using pulse modulation signals in the time domain, and have been developing various brain-inspired visual processing LSIs and neural network LSIs based on this architecture. Nonlinear transformation operation in the time domain is realized by using the voltage or current waveform having the same function shape as the nonlinear transformation. So far, we have adopted a scheme in which an arbitrary nonlinear waveform is shared with plural calculation circuits because the waveform generator circuit occupies a large chip area. In this scheme, each calculation circuit must operate synchronously. However, some processing models require asynchronous operation. Spike-timing dependent synaptic plasticity (STDP) is such a case. As another case, in this report, we introduce similarity (distance) calculation circuits that use a relative spike timing difference. We also show CMOS circuit implementations of a phase oscillator, which is a model of quasiperiodically-firin neurons, with both synchronous and asynchronous schemes. From circuit simulation results, it is expected that the operation time and power consumption are drastically reduced by asynchronous spike-timing event driven operation. |
| キーワード(和) | 時間領域情報処理 / CMOS集積回路 / パルス変調信号 / PWM/PPM / スパイキングニューロン / 位相振動子 / 非同期動作 / 類似度演算回路 |
| キーワード(英) | time-domain information processing / CMOS integrated circuit / pulse-modulation signal / PWM/PPM / spiking neuron / phase oscillator / asynchronous operation / similarity calculation circuit |
| 資料番号 | NC2008-68 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
|---|---|
| 開催期間 | 2008/10/31(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Neurocomputing (NC) |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 時間領域情報処理による脳型集積システム(ニューロハードウェア,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Brain-inspired Integrated Systems with Time-domain Information Processing |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 時間領域情報処理 / time-domain information processing |
| キーワード(2)（和/英） | CMOS集積回路 / CMOS integrated circuit |
| キーワード(3)（和/英） | パルス変調信号 / pulse-modulation signal |
| キーワード(4)（和/英） | PWM/PPM / PWM/PPM |
| キーワード(5)（和/英） | スパイキングニューロン / spiking neuron |
| キーワード(6)（和/英） | 位相振動子 / phase oscillator |
| キーワード(7)（和/英） | 非同期動作 / asynchronous operation |
| キーワード(8)（和/英） | 類似度演算回路 / similarity calculation circuit |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 森江 隆 / Takashi MORIE |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 九州工業大学大学院生命体工学研究科 Graduate School of Life Science and Systems Engineering, Kyushu Institute of Technology |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 田中 秀樹 / Hideki TANAKA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 九州工業大学大学院生命体工学研究科 Graduate School of Life Science and Systems Engineering, Kyushu Institute of Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 厚地 泰輔 / Daisuke ATUTI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 九州工業大学大学院生命体工学研究科 Graduate School of Life Science and Systems Engineering, Kyushu Institute of Technology |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 是角 圭祐 / Keisuke KOREKADO |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 九州工業大学大学院生命体工学研究科 Graduate School of Life Science and Systems Engineering, Kyushu Institute of Technology |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 中田 一紀 / Kazuki NAKADA |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 九州工業大学大学院生命体工学研究科 Graduate School of Life Science and Systems Engineering, Kyushu Institute of Technology |
| 発表年月日 | 2008-11-08 |
| 資料番号 | NC2008-68 |
| 巻番号（vol） | vol.108 |
| 号番号（no） | 281 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |