طراحی یک سیستم محاسباتی نورومورفیک مبتنی بر اسپینترونیک با راندمان بالا با استفاده از مدار جانبی ردیابی جریان
Publish Year: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 127
This Paper With 15 Page And PDF Format Ready To Download
- Certificate
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JIPET-15-58_006
تاریخ نمایه سازی: 5 اردیبهشت 1402
Abstract:
پیادهسازی یک سیستم محاسباتی عصبی (NCS) با استفاده از مدارهای دیجیتال و آنالوگ در فناوری نیمرسانای اکسید فلز مکمل (CMOS)، فضا و توان زیادی مصرف میکند. با پیشرفت تحقیقات نانو فناوری، ترکیب مدارهای اتصال تونلی مغناطیسی (MTJ) و CMOS، پیادهسازی NCSهایی با چگالی بالا ومصرف توان پایین را امکانپذیر کرده است. با این وجود، هنوز بین کارایی مغز انسان و NCSها فاصله زیادی وجود دارد. برای کاهش این شکاف، لازم است تا مصرف انرژی و تاخیر در NCS کاهش پیدا کند. مصرف انرژی زیاد NCS، به دلیل جریان زیاد مورد نیاز برای تغییر وضعیت MTJ است. در گذشته محققان با تکنیکهای ردیابی ولتاژ MTJ و قطع جریان آن بلافاصله پس از کلیدزنی MTJ، مصرف انرژی را کاهش دادند. اما به دلیل تغییرات کوچک ولتاژ پس از کلیدزنی، در این روشها مصرف انرژی همچنان بالا است (به دلیل نیاز به تقویتکنندهها).در این مقاله روش جدیدی مبتنی بر ردیابی جریان MTJ (به جای ولتاژ آن) و قطع جریان MTJ بلافاصله پس از کلیدزنی MTJ پیشنهاد شده است. با توجه به تغییرات زیاد در جریان MTJ پس از کلیدزنی (حدود ۴۰ درصد)، نیازی به استفاده از تقویتکننده در مدار ردیابی و قطع جریان MTJ نیست. بنابراین، مدار ردیابی ولتاژ با مدار پیشنهادی جایگزین می شود تا مصرف انرژی، سرعت و تاخیر NCS بهبود یابد. در تمام طراحیهای گذشته، تغییرات ولتاژ در دو سر MTJ PL, FL) یا هر دو( برای تشخیص کلیدزنی MTJ استفاده شده است. در مدار پیشنهادی کلیدزنی MTJ با توجه به جریان MTJ تشخیص داده میشود و سپس جریان آن بلافاصله قطع می شود. بر اساس نتایج شبیه سازی در فناوری ۶۵nm-CMOS مدار پیشنهادی می تواند، مصرف انرژی و سرعت یک NCS را به ترتیب ۴۹ درصد و ۱/۲/ برابر در مقایسه با یک NCS نوعی بهبود بخشد.
Keywords:
Authors
پگاه شفقی
دانشکده مهندسی برق- واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
هومان فرخانی
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، الکترونیک و فوتونیک- دانشگاه آرهوس دانمارک، آرهوس، دانمارک
مهدی دولتشاهی
دانشکده مهندسی برق- واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
همایون مهدوی نسب
مرکز تحقیقات ریزشبکه های هوشمند- واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
مراجع و منابع این Paper:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :