KIP-Veröffentlichungen

In der vorliegenden Arbeit werden Teile des neuronalen Netzwerkchips Spikey auf Funktionstüchtigkeit untersucht. Spikey ist ein VLSI ASIC und implementiert ein pulskodiertes Neuronales Netzwerk mit 384 Neuronen, die auf einem erweiterten Integrate-and-Fire Modell beruhen, sowie knapp 10⁵ Leitfähigkeits-basierten Synapsen. Die verwendeten Modelle benötigen für eine physikalische Realisierung in einem Mikrochip analoge Spannungswerte. Die zu diesem Zwecke verwendeten Spannungsquellen werden in der Arbeit intensiv untersucht. Es werden Kalibrationsroutinen entwickelt, die lineare Abweichungen automatisch ermitteln und korrigieren können, die gefundenen Parameter werden im XML-Format gespeichert.

Eine zweite untersuchte Schaltung dient der Erzeugung von Short Term Plasticity. Short Term Plasticity beschreibt einen Adaptionsmechanismus, der auftritt, wenn ein präsynaptisches Neuron in einem kurzen Zeitraum wiederholt feuert. Dabei ändern sich kurzzeitig die Übertragungsfunktionen der Synapsen und die induzierten postsynaptischen Potenziale werden verstärkt oder abgeschwächt. Die zur Nachbildung dieses Mechanismus verwendete Schaltung ist vielfältig einstellbar, um das biologische Vorbild möglichst exakt simulieren zu können. In der Arbeit wird diese Schaltung untersucht, es lässt sich ein Parametersatz ermitteln, mit dem das biologische Vorbild gut nachbildet wird. Die Schaltung erfüllt also die an sie gestellten Anforderungen.