Ressourceneffiziente Architekturen neuronaler Assoziativspeicher:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Paderborn
HNI
2003
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| Schriftenreihe: | HNI-Verlagsschriftenreihe
126 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | Titel: Ressourceneffiziente Architekturen neuronaler Assoziativspeicher
Autor: Heittmann, Arne
Jahr: 2003
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Zielsetzung 2
1.2 Gliederung der Arbeit 3
2 Modellierung energetisch dissipativer Prozesse 5
2.1 Energetische Bewertung 8
2.2 Energiekomplexität 10
2.2.1 Energetische Bewertung der Synchronisation 12
3 Energetische Modellierung assoziativer Abbildungen 21
3.1 Die BiNAM Architektur 23
3.1.1 Effizienz serieller Summation 29
3.1.2 Effizienz paralleler Summation 35
3.1.3 Zeilenparallelität 37
3.1.4 Energiekomplexität und Formfaktor 42
3.2 Bäume 47
3.2.1 Suchbäume mit minimaler Suchtiefe 55
3.2.2 Suchbäume mit Gedächtnis 56
3.2.3 Architektur und Energiekomplexität 58
3.2.4 Zusammenfassung 64
3.3 Content-Addressable Memories (CAM) 65
3.3.1 Bitserielle CAMs 66
3.3.2 Wortserielle CAMs 67
3.3.3 Vollparalleie CAMs 68
3.3.4 Energiekomplexität der CAMs 71
3.4 Hashing 85
3.4.1 Universelles Hashing 86
3.4.2 String Hashing 87
3.4.3 Perfektes Hashing (PHF) 89
3.4.4 Energiekomplexität 94
3.5 Energetischer Vergleich 96
3.5.1 Spärliche Kodierung im Vergleich zur dichten Kodierung 101
4 ULSI Realisierung des BiNAM 105
4.1 Digitale Schaltungstechnik 106
4.1.1 Speichermatrix 106
4.1.2 Summation und Schwellwertvergleich 113
4.1.3 Synchronisation 122
4.1.4 Digitaler Testchip und Vergleich 125
4.2 Analoge Schaltungstechnik 129
4.2.1 Analoge Summation 129
4.2.2 Speichermatrix 131
4.2.3 Generierung der Schwelle 136
4.2.4 Differentielles Auslesen der Matrix 137
4.2.5 Neuron 140
4.2.6 Vektorrekonstruktion 142
4.2.7 Einfluß von Bauelementgenauigkeiten 143
4.2.8 Energetische Betrachtungen 148
4.2.9 Analoger Testchip 153
4.2.10 Zusammenfassung 156
5 Einbettung des BiNAM in den Miniroboter Khepera 157
5.1 Hindernisvermeidung mit BiNAM 160
5.2 Spärliche Kodierung 162
5.2.1 Kodierung durch Koinzidenzen 167
5.2.2 Analyse der Kodierung durch Koinzidenzen 169
5.2.3 Systemarchitektur des eingebetteten Assoziativspeichers 176
5.2.4 Beispiel 182
5.2.5 Zusammenfassung 188
5.3 Hardware Architektur 190
5.3.1 Zusammenfassung 194
6 Zusammenfassung 199
6.1 Weitere Arbeiten 202
7 Symbolverzeichnis 203
A Anhang 207
A.l Binominalkoeffizienten und Gaußsche Näherung 207
A.2 Dimensionierung des BiNAM 208
A.3 Abstandsindex 209
A.4 Suchbäume mit Gedächtnis 209
A.4.1 Abschätzung einer unteren Schranke der mittleren Suchtiefe beim
Suchbaum mit Gedächtnis für einen Spezialfall 214
A.5 Ripple-Carry Addierer 216
A.6 Hierarchische Vergleicher 216
A.7 Addierer mit Inkrementierer 217
A.8 Serieller 1-Bit Vergleicher 217
A.9 SRT-Division 218
A.10 Zyklenoptimales Programmieren 221
A. 11 Schaltung zur Ansteuerung des analogen Referenznetzwerkes 224
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