• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

具有模拟误差补偿的多层学习电流模式神经形态系统。

A Multilayer-Learning Current-Mode Neuromorphic System With Analog-Error Compensation.

出版信息

IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2019 Oct;13(5):986-998. doi: 10.1109/TBCAS.2019.2929696. Epub 2019 Jul 22.

DOI:10.1109/TBCAS.2019.2929696
PMID:31329128
Abstract

Internet-of-things applications that use machine-learning algorithms have increased the demand for application-specific energy-efficient hardware that can perform both learning and inference tasks to adapt to endpoint users or environmental changes. This paper presents a multilayer-learning neuromorphic system with analog-based multiplier-accumulator (MAC), which can learn training data by stochastic gradient descent algorithm. As a component of the proposed system, a current-mode MAC processor, fabricated in 28-nm CMOS technology, performs both forward and backward processing in a crossbar structure of 500 × 500 6-b transposable SRAM arrays. The proposed system is verified in a two-layer neural network by using two prototype chips and an FPGA. Without any calibration circuit for the analog-based MAC, the proposed system compensates for non-idealities from analog operations by learning training data with the analog-based MAC. With 1-b (+1, 0, -1) batch update of 6-b synaptic weights, the proposed system achieves a recognition rate of 96.6% with a peak energy efficiency of 2.99 TOPS/W (1 OP = one unsigned 8-b × signed 6-b MAC operation) in the classification of the MNIST dataset.

摘要

物联网应用中使用机器学习算法增加了对特定于应用的节能硬件的需求,这些硬件可以执行学习和推理任务,以适应端点用户或环境变化。本文提出了一种具有基于模拟的乘法器-累加器 (MAC) 的多层学习神经形态系统,它可以通过随机梯度下降算法学习训练数据。作为所提出系统的一部分,采用 28nmCMOS 技术制造的电流模式 MAC 处理器在 500×500 个 6b 可转换 SRAM 阵列的交叉结构中执行前向和后向处理。所提出的系统在两层神经网络中通过使用两个原型芯片和一个 FPGA 进行了验证。在没有用于模拟 MAC 的校准电路的情况下,所提出的系统通过使用基于模拟的 MAC 学习训练数据来补偿模拟操作的不准确性。在所提出的系统中,使用基于 1b(+1、0、-1)的 6b 突触权重批量更新,在 MNIST 数据集的分类中,达到了 96.6%的识别率,峰值能效为 2.99TOPS/W(1OP=一个无符号 8b× 有符号 6b MAC 操作)。

相似文献

1
A Multilayer-Learning Current-Mode Neuromorphic System With Analog-Error Compensation.具有模拟误差补偿的多层学习电流模式神经形态系统。
IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2019 Oct;13(5):986-998. doi: 10.1109/TBCAS.2019.2929696. Epub 2019 Jul 22.
2
An On-Chip Learning Neuromorphic Autoencoder With Current-Mode Transposable Memory Read and Virtual Lookup Table.一种具有电流模式可重配置存储单元读和虚拟查找表的片上学习神经形态自动编码器。
IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2018 Feb;12(1):161-170. doi: 10.1109/TBCAS.2017.2762002.
3
Sign backpropagation: An on-chip learning algorithm for analog RRAM neuromorphic computing systems.符号反向传播:一种用于模拟 RRAM 神经形态计算系统的片上学习算法。
Neural Netw. 2018 Dec;108:217-223. doi: 10.1016/j.neunet.2018.08.012. Epub 2018 Sep 1.
4
A Low-Power Analog Processor-in-Memory-Based Convolutional Neural Network for Biosensor Applications.基于低功耗模拟处理器内存的生物传感器应用卷积神经网络。
Sensors (Basel). 2022 Jun 16;22(12):4555. doi: 10.3390/s22124555.
5
An Energy-Efficient and Scalable Deep Learning/Inference Processor With Tetra-Parallel MIMD Architecture for Big Data Applications.一种具有四向并行 MIMD 架构的高能效可扩展深度学习/推理处理器,适用于大数据应用。
IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2015 Dec;9(6):838-48. doi: 10.1109/TBCAS.2015.2504563. Epub 2016 Jan 18.
6
A 0.086-mm 12.7-pJ/SOP 64k-Synapse 256-Neuron Online-Learning Digital Spiking Neuromorphic Processor in 28-nm CMOS.在 28nmCMOS 中,实现了一款 0.086mm²、12.7pJ/SOP、64k 突触、256 神经元、在线学习、数字尖峰神经形态处理器。
IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2019 Feb;13(1):145-158. doi: 10.1109/TBCAS.2018.2880425. Epub 2018 Nov 9.
7
A Multi-Bit ECRAM-Based Analog Neuromorphic System With High-Precision Current Readout Achieving 97.3% Inference Accuracy.一种基于多位电化学随机存取存储器的模拟神经形态系统,具有高精度电流读出,推理准确率达97.3%。
IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2025 Jun;19(3):590-604. doi: 10.1109/TBCAS.2024.3465610.
8
An Area- and Energy-Efficient Spiking Neural Network With Spike-Time-Dependent Plasticity Realized With SRAM Processing-in-Memory Macro and On-Chip Unsupervised Learning.一种基于静态随机存取存储器(SRAM)内存处理宏单元和片上无监督学习实现的、具有基于脉冲时间的可塑性的面积和能源高效脉冲神经网络。
IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2023 Feb;17(1):92-104. doi: 10.1109/TBCAS.2023.3242413.
9
Hardware implementation of backpropagation using progressive gradient descent for in situ training of multilayer neural networks.使用渐进梯度下降进行多层神经网络原位训练的反向传播的硬件实现。
Sci Adv. 2024 Jul 12;10(28):eado8999. doi: 10.1126/sciadv.ado8999.
10
MorphBungee: A 65-nm 7.2-mm 27-µJ/Image Digital Edge Neuromorphic Chip With on-Chip 802-Frame/s Multi-Layer Spiking Neural Network Learning.MorphBungee:一款65纳米、7.2平方毫米、每图像27微焦耳的数字边缘神经形态芯片,具备片上802帧/秒的多层脉冲神经网络学习能力。
IEEE Trans Biomed Circuits Syst. 2025 Feb;19(1):209-225. doi: 10.1109/TBCAS.2024.3412908. Epub 2025 Feb 11.