Sc-iz: un neurona de Izhikevich de bajo costo y biológicamente plausible para sistemas neuromórficos a gran escala utilizando cómputo estocástico
Autores: Liu, Wei; Xiao, Shanlin; Li, Bo; Yu, Zhiyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Sc-iz: un neurona de Izhikevich de bajo costo y biológicamente plausible para sistemas neuromórficos a gran escala utilizando cómputo estocástico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Neuronas
Redes neuronales
Hardware
Modelo de neurona
SC-IZ
Izhikevich
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 79
Citaciones: Sin citaciones
Las neuronas son componentes cruciales de las redes neuronales, pero implementar modelos de neuronas biológicamente precisos en hardware es desafiante debido a su no linealidad y variabilidad temporal. Este artículo presenta el modelo de neurona SC-IZ, una implementación digital de bajo costo del modelo de neurona Izhikevich diseñado para sistemas neuromórficos a gran escala utilizando computación estocástica (SC). Los resultados de la simulación muestran que SC-IZ puede reproducir los comportamientos de la neurona Izhikevich original. El modelo es sintetizado e implementado en un FPGA. El análisis comparativo muestra una mayor eficiencia de hardware; una reducción en la utilización de recursos, que es una reducción del 56.25% en slices, una reducción del 57.61% en el uso de tablas de búsqueda (LUT) y una reducción del 58.80% en la utilización de Flip-Flop (FF); y una mayor frecuencia de funcionamiento en comparación con la implementación Izhikevich de última generación.
Descripción
Las neuronas son componentes cruciales de las redes neuronales, pero implementar modelos de neuronas biológicamente precisos en hardware es desafiante debido a su no linealidad y variabilidad temporal. Este artículo presenta el modelo de neurona SC-IZ, una implementación digital de bajo costo del modelo de neurona Izhikevich diseñado para sistemas neuromórficos a gran escala utilizando computación estocástica (SC). Los resultados de la simulación muestran que SC-IZ puede reproducir los comportamientos de la neurona Izhikevich original. El modelo es sintetizado e implementado en un FPGA. El análisis comparativo muestra una mayor eficiencia de hardware; una reducción en la utilización de recursos, que es una reducción del 56.25% en slices, una reducción del 57.61% en el uso de tablas de búsqueda (LUT) y una reducción del 58.80% en la utilización de Flip-Flop (FF); y una mayor frecuencia de funcionamiento en comparación con la implementación Izhikevich de última generación.