РАЗРАБОТКА НЕЙРОМОРФНОГО ТРОИЧНОГО ПРОЦЕССОРА НА БАЗЕ ПЛИС ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗАПУСКА ИМПУЛЬСНЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ, СВЕРХБЫСТРОГО АНАЛИЗА СЕНСОРНЫХ ДАННЫХ И РАБОТЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА С МИНИМАЛЬНЫМ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ

РАЗРАБОТКА НЕЙРОМОРФНОГО ТРОИЧНОГО ПРОЦЕССОРА НА БАЗЕ ПЛИС ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗАПУСКА ИМПУЛЬСНЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ, СВЕРХБЫСТРОГО АНАЛИЗА СЕНСОРНЫХ ДАННЫХ И РАБОТЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА С МИНИМАЛЬНЫМ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ
Авторы: Деминов А. А., Деменев Д. А.
Аннотация:

В данной работе представлена аппаратная архитектура, математическая модель и результаты внутрисхемной верификации специализированного нейроморфного векторного процессора, функционирующего на базе сбалансированной троичной системы счисления (знаковые состояния трита: {-1, 0, +1}). Вычислительное ядро развернуто в кремнии программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) FPGA семейства Gowin Arora V (микросхема GW5A-LV25MG121NC1/I0 в корпусе MBGA121N). Архитектура процессора представляет собой полностью параллельный NoC-кластер из 144 асинхронных ядер троичных АЛУ (Ternary ALU), аппаратно интегрированных с распределенной 4-битной эволюционирующей конфигурационной памятью синапсов (Shadow DNA-RAM). Экспериментально доказана работоспособность механизмов внутрикристального самообучения на основе пластичности Хебба и встроенного генератора псевдослучайных когнитивных паттернов (LFSR-генератор кремниевых снов). Верификация нетлиста выполнена с помощью встроенного логического анализатора Gowin Analyzer Oscilloscope (GAO), зафиксировавшего стабильное функционирование системы на тактовой частоте 61.1 MHz и генерацию прецизионных импульсов 20-битных ШИМ-контроллеров локомоции.

Ключевые слова: троичный процессор, нейроморфные вычисления, ПЛИС, FPGA, Gowin Arora V, пластичность Хебба, сбалансированная троичная логика, кремниевые сны, Gowin Analyzer Oscilloscope.
Страницы в выпуске: 178-188

Журнал "Оригинальные исследования (ОРИС)" (включен в РИНЦ) ведет прием статей в ближайший номер до 30 ноября 2026 г.