Real-Time Multi-Chip Neural Network for Cognitive Systems

دانلود کتاب Real-Time Multi-Chip Neural Network for Cognitive Systems

دسته: عصب شناسی

43000 تومان موجود

کتاب شبکه عصبی چند تراشه‌ای بلادرنگ برای سیستم‌های شناختی نسخه زبان اصلی

دانلود کتاب شبکه عصبی چند تراشه‌ای بلادرنگ برای سیستم‌های شناختی بعد از پرداخت مقدور خواهد بود
توضیحات کتاب در بخش جزئیات آمده است و می توانید موارد را مشاهده فرمایید


در صورت ایرانی بودن نویسنده امکان دانلود وجود ندارد و مبلغ عودت داده خواهد شد

این کتاب نسخه اصلی می باشد و به زبان فارسی نیست.


امتیاز شما به این کتاب (حداقل 1 و حداکثر 5):

امتیاز کاربران به این کتاب:        تعداد رای دهنده ها: 10


توضیحاتی در مورد کتاب Real-Time Multi-Chip Neural Network for Cognitive Systems

نام کتاب : Real-Time Multi-Chip Neural Network for Cognitive Systems
عنوان ترجمه شده به فارسی : شبکه عصبی چند تراشه‌ای بلادرنگ برای سیستم‌های شناختی
سری : River Publishers Series in Circuits and Systems
نویسندگان : ,
ناشر : River Publishers
سال نشر : 2019
تعداد صفحات : 266
ISBN (شابک) : 9788770220347 , 8770220344
زبان کتاب : English
فرمت کتاب : pdf
حجم کتاب : 24 مگابایت



بعد از تکمیل فرایند پرداخت لینک دانلود کتاب ارائه خواهد شد. درصورت ثبت نام و ورود به حساب کاربری خود قادر خواهید بود لیست کتاب های خریداری شده را مشاهده فرمایید.

توضیحاتی در مورد کتاب :


شبیه‌سازی نورون‌های مغز در زمان واقعی با استفاده از مدل‌های بیوفیزیکی معنادار، پیش‌نیازی برای درک جامع نحوه پردازش اطلاعات و ارتباط نورون‌ها با یکدیگر است که در واقع مکمل آزمایش‌های درون تنی است. در شبکه‌های عصبی spiking (SNN)، اطلاعات منتشر شده نه تنها با سرعت شلیک هر نورون در شبکه، مانند شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN) رمزگذاری می‌شود، بلکه علاوه بر این، با دامنه، الگوهای ترن سنبله و انتقال کدگذاری می‌شود. نرخ. با این حال، سطح بالای واقع گرایی SNN ها و قابلیت های محاسباتی و تحلیلی قابل توجه تر در مقایسه با شبکه های عصبی مصنوعی، اندازه شبکه های تحقق یافته را محدود می کند. در نتیجه، چالش اصلی در ساخت SNNهای پیچیده و دقیق بیوفیزیکی عمدتاً ناشی از نیازهای محاسباتی و انتقال داده بالا است. شبکه عصبی چند تراشه‌ای بلادرنگ برای سیستم‌های شناختی، معماری سیستم SNN چند تراشه‌ای و بلادرنگ جدیدی را ارائه می‌کند که بر اساس ارتباطات محلی، هزینه ارتباط را به طور موثر کاهش می‌دهد تا رشد خطی داشته باشد. این سیستم از محاسبات ممیز شناور مضاعف برای شبیه‌سازی دقیق‌ترین رفتار سلولی از نظر بیولوژیکی استفاده می‌کند و به اندازه کافی انعطاف‌پذیر است تا پیاده‌سازی آسان توپولوژی‌های شبکه عصبی مختلف، طرح‌های ارتباط سلولی، و همچنین مدل‌ها و انواع سلول‌ها را ارائه دهد. این سیستم قابلیت پیکربندی بالا در زمان اجرا را ارائه می دهد که نیاز به سنتز مجدد سیستم را کاهش می دهد. علاوه بر این، شبیه ساز دارای تاخیرهای ارتباطی قابل تنظیم روی و خارج از تراشه و همچنین تاخیرهای محاسبه نورون است. تمام بخش های سیستم به طور خودکار بر اساس طرح اتصال نورون در حال استفاده تولید می شوند. شبیه ساز اجازه کاوش در پیکربندی های مختلف سیستم را می دهد، به عنوان مثال. طرح ارتباط متقابل بین نورون ها، غلظت درون سلولی ترکیبات شیمیایی مختلف (یون)، که بر نحوه شروع و انتشار پتانسیل های عمل تأثیر می گذارد.

فهرست مطالب :


Front Cover Half Title RIVER PUBLISHERS SERIES IN CIRCUITS AND SYSTEMS Title Page - Real-Time Multi-Chip Neural Network for Cognitive Systems Copyright page Dedication Contents Preface List of Contributors List of Figures List of Tables List of Abbreviations Chapter 1 - Introduction 1.1 A Real-Time Reconfigurable Multi-Chip Architecture for Large-Scale Biophysically Accurate Neuron Simulation 1.2 The Inferior Olivary Nucleus Cell 1.2.1 Abstract Model Description 1.2.2 The ION Cell Design Configuration 1.2.3 The ION Cell Cluster Controller 1.3 Multi-Chip Dataflow Architecture 1.4 Organization of the Book References Chapter 2 - Multi-Chip Dataflow Architecture for Massive Scale Biophysically Accurate Neuron Simulation 2.1 Introduction 2.2 System Design Configuration 2.2.1 Requirements 2.2.2 Zero Communication Time: The Optimal Approach 2.2.3 Localising Communication: How to Speed Up the Common Case 2.2.4 Network-on-Chips 2.2.5 Localise Communication between Clusters 2.2.6 Synchronisation between the Clusters 2.2.7 Adjustments to the Network to Scale over Multiple FPGAs 2.2.8 Interfacing the Outside World: Inputs and Outputs 2.2.9 Adding Flexibility: Run-Time Configuration 2.2.10 Parameters of the System 2.2.11 Connectivity and Structure Generation 2.3 System Implementation 2.3.1 Exploiting Locality: Clusters 2.3.2 Connecting Clusters: Routers 2.3.3 Tracking Time: Iteration Controller 2.3.4 Inputs and Outputs 2.3.5 The Control Bus for Run-Time Configuration 2.3.6 Automatic Structure Generation and Connectivity Generation 2.4 Experimental Results 2.5 Conclusions References Chapter 3 - A Real-Time Hybrid Neuron Network for Highly Parallel Cognitive Systems 3.1 Introduction 3.2 The Calculation Architecture 3.2.1 The Physical Cell Overview 3.2.2 Initialising the Physical Cells 3.2.3 Axon Hillock + Soma Hardware 3.2.3.1 Exponent operand schedule 3.2.3.2 Axon hillock and soma compartment controller 3.2.4 Dendrite Hardware 3.2.4.1 Dendrite network operation 3.2.4.2 Dendrite combine operation 3.2.4.3 Dendrite compartmental latency 3.2.5 Calculation Architecture Latency 3.2.6 Exponent Architecture 3.3 The Calculation Architecture 3.3.1 Communication Architecture Overview 3.3.2 Cluster Controller 3.3.3 Routing Network 3.3.3.1 Routing method 3.3.3.2 Design specification 3.3.4 Interface Bridge 3.4 Experimental Results 3.4.1 Evaluation Method 3.4.1.1 Building a test set 3.4.1.2 Design simulation 3.4.1.3 SystemC synthesis 3.4.1.4 Post-synthesis simulation 3.4.1.5 VHDL implementation 3.4.2 Evaluation Results 3.4.2.1 Accuracy results 3.4.2.2 Latency results 3.4.2.3 Resource usage 3.4.3 Model Configuration 3.5 Conclusions References Chapter 4 - Digital Neuron Cells for Highly Parallel Cognitive Systems 4.1 Introduction 4.2 System Design Configuration 4.2.1 Requirements 4.2.2 Input and Output 4.2.3 Parameters 4.2.4 Scalability of Network 4.2.5 Neuron Models Implementations 4.2.6 Synthesis 4.3 System Design Implementation 4.3.1 Interface 4.3.1.1 Inputs and outputs 4.3.1.2 Locality of data 4.3.1.2.1 Localization of inputs 4.3.1.2.2 Localization of outputs 4.3.2 Implementation of the Neuron Models 4.3.2.1 The extended Hodgkin–Huxley model 4.3.2.1.1 Neuron cell 4.3.2.1.2 Physical cell 4.3.2.1.3 Cluster 4.3.2.2 Integrate-and-fire model 4.3.2.3 Izhikevich model 4.3.2.3.1 Axonal conduction delay 4.3.2.3.2 STDP 4.3.2.3.3 Spike generation 4.3.3 High-level Synthesis 4.3.3.1 Optimization with directives 4.3.3.2 Adjustments of system for HLS 4.3.3.2.1 Hodgkin–Huxley model 4.3.3.2.2 Integrate-and-fire model 4.3.3.2.3 Izhikevich model 4.4 Performance Evaluation 4.4.1 Model Configuration 4.4.2 Experimental Results 4.5 Conclusions References Chapter 5 - Energy-Efficient Multipath Ring Network for Heterogeneous Clustered Neuronal Arrays 5.1 Introduction 5.2 State-of-the-Art and Background Concepts 5.2.1 Neuron Models 5.2.2 Simulation Platforms 5.2.3 Communication Network Considerations 5.3 Neural Network Communication Schemes and System Structure 5.3.1 Physical System Structure 5.3.2 Extraction, Insertion, and Configuration Layer 5.3.3 Topological Layer 5.3.3.1 Multipath ring routing scheme 5.3.3.2 Traffic model 5.4 Energy-Delay Product 5.4.1 Mathematical Derivation 5.4.2 Energy-Delay Product Estimation 5.5 Conclusions References Chapter 6 - A Hierarchical Dataflow Architecture for Large-Scale Multi-FPGA Biophysically Accurate Neuron Simulation 6.1 Introduction 6.2 The System Overview 6.2.1 Mesh Topology 6.2.2 The Routers 6.2.3 The Clusters 6.2.4 Hodgkin–Huxley Cells 6.3 The Communication Architecture 6.4 Experimental Results 6.5 Conclusions References Chapter 7 - Single-Lead Neuromorphic ECG Classification System 7.1 Introduction 7.1.1 ECG Signals and Arrhythmia 7.1.2 Feature Detection 7.1.2.1 Methods and algorithms 7.1.2.1.1 QRS detection 7.1.2.1.2 P and T wave detection 7.1.3 Feature Selection 7.1.3.1 Feature selection choices 7.1.3.2 Methods and algorithms 7.1.4 Classification Methods 7.2 Feature Extraction Implementation 7.2.1 Feature Detection 7.2.1.1 QRS detection 7.2.1.2 P and T wave detection 7.2.2 Feature Selection 7.2.2.1 Feature set 7.2.2.2 Correlation matrix 7.3 Network Configuration and Results 7.3.1 Approach 7.3.2 Silhouette Coefficients 7.3.3 Clustering Methods for the Output 7.3.4 Results 7.4 Conclusion References Chapter 8 - Multi-Compartment Synaptic Circuit in Neuromorphic Structures 8.1 Introduction 8.1.1 Synapse 8.1.1.1 Synaptic plasticity 8.1.1.2 Synaptic receptors 8.1.1.2.1 AMPA receptor 8.1.1.2.2 NMDA receptor 8.1.1.2.3 GABA receptor 8.2 Model Extraction 8.2.1 Model of the Synapse 8.2.2 Learning Rules 8.2.2.1 Pair-based STDP 8.2.2.1.1 Triplet-based STDP 8.3 Component Implementations 8.3.1 Learning Rule 1: Classic STDP 8.3.2 Learning Rule 2: Advanced STDP 8.3.3 Learning Rule 3: Triplet-Based STDP 8.3.4 Synaptic Receptors 8.3.4.1 AMPA receptor 8.3.4.2 NMDA receptor 8.3.4.3 GABA receptors 8.4 Component Characterizations 8.4.1 Learning Rule 1: Classic STDP 8.4.2 Learning Rule 2: Advanced STDP 8.4.3 Learning Rule 3: Triplet-based STDP 8.4.4 Synaptic Receptors 8.4.4.1 Environment settings 8.4.4.2 Results 8.5 Neural Network with Multi-Receptor Synapses 8.5.1 Synchrony Detection Tool: Cross-Correlograms 8.5.2 Environment Settings 8.5.3 Input Patterns 8.5.4 Synchrony Detection 8.6 Conclusions References Chapter 9 - Conclusion and Future Work 9.1 Summary of the Results 9.2 Recommendations and Future Work Index About the Editors Back Cover

توضیحاتی در مورد کتاب به زبان اصلی :


Simulation of brain neurons in real-time using biophysically-meaningful models is a pre-requisite for comprehensive understanding of how neurons process information and communicate with each other, in effect efficiently complementing in-vivo experiments. In spiking neural networks (SNNs), propagated information is not just encoded by the firing rate of each neuron in the network, as in artificial neural networks (ANNs), but, in addition, by amplitude, spike-train patterns, and the transfer rate. The high level of realism of SNNs and more significant computational and analytic capabilities in comparison with ANNs, however, limit the size of the realized networks. Consequently, the main challenge in building complex and biophysically-accurate SNNs is largely posed by the high computational and data transfer demands. Real-Time Multi-Chip Neural Network for Cognitive Systems presents novel real-time, reconfigurable, multi-chip SNN system architecture based on localized communication, which effectively reduces the communication cost to a linear growth. The system use double floating-point arithmetic for the most biologically accurate cell behavior simulation, and is flexible enough to offer an easy implementation of various neuron network topologies, cell communication schemes, as well as models and kinds of cells. The system offers a high run-time configurability, which reduces the need for resynthesizing the system. In addition, the simulator features configurable on- and off-chip communication latencies as well as neuron calculation latencies. All parts of the system are generated automatically based on the neuron interconnection scheme in use. The simulator allows exploration of different system configurations, e.g. the interconnection scheme between the neurons, the intracellular concentration of different chemical compounds (ions), which affect how action potentials are initiated and propagate.



پست ها تصادفی