Projektowanie analogowych układów scalonych CMOS o strukturze sieci neuronowej do przetwarzania obrazów i sygnałów

Projektowanie analogowych układów scalonych CMOS o strukturze sieci neuronowej do przetwarzania obrazów i sygnałów


Jacek Kowalski

Zeszyty Naukowe, Nr 1113
Rozprawy Naukowe, Z.420
ISSN 0137-4834
Rok wydania: 2012

Pobierz plik PDF

W monografii przedstawiono wyniki prac autora dotyczące projektowania i testowania prototypowych, analogowych układów scalonych CMOS, odpowiednich do neuronowego przetwarzania obrazów i sygnałów, na przykładzie trzech zaprojektowanych i przetestowanych układów scalonych. Układy zostały wykonane przez konsorcjum Europractice w różnych technologiach CMOS, tj. 2,4 μm, 0,8 μm oraz 0,35 μm. W zaprojektowanych układach oprócz właściwej sieci neuronowej implementowano specjalne struktury testowe, które umożliwiły wykonanie pomiarów podstawowych bloków funkcjonalnych sieci. Pozwoliło to na porównanie wyników symulacji z pomiarami oraz na uzyskanie informacji wykorzystanych do budowy stanowiska do testowania poprawności działania wykonanych układów scalonych. Dla każdego układu zaprojektowano specjalne stanowisko pomiarowe, które umożliwiło weryfikację doświadczalną działania danej sieci neuronowej.

Pierwszym prezentowanym układem scalonym jest sieć Kohonena, dedykowana do zadań identyfikacji parametrów układów dynamicznych, przetwarzająca dane w sposób analogowy. Przedstawiono architekturę układu realizującego sieć, jego implementację w technologii MIETEC 2,4 um oraz wyniki pomiarów podstawowych bloków funkcjonalnych sieci.

Drugim zaprezentowanym układem scalonym jest filtr ważonych statystyk porządkowych obrazu o architekturze sieci neuronowej komórkowej, zaprojektowany w technologii AMS 0,8 um CYE. Omówiono model komórki tego filtru oraz jego architekturę. Podano też szczegółowy opis bloków funkcjonalnych wchodzących w skład filtru oraz wyniki badań eksperymentalnych.

Ostatnią część monografii stanowi projekt sieci neuronowej zbudowanej z synchronizowanych oscylatorów, służącej do segmentacji obrazów binarnych. W pracy zaproponowano nowy model oscylatora oraz architekturę układu scalonego realizującego sieć. Przedstawiono również projekt układu scalonego wykonanego w technologii AMIS 0,35 um C035M-D 5M/1P i wyniki pomiarów. [STRESZCZENIE]

Więcej informacji w Bibliotece Cyfrowej CYBRA