Ein digitales Hardwaresystem zur echtzeitfähigen Simulation biologienaher neuronaler Netze:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | Undetermined |
| Veröffentlicht: |
Paderborn
Heinz-Nixdorf-Inst.
1997
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Heinz-Nixdorf-Institut <Paderborn>: HNI-Verlagsschriftenreihe
26 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | Titel: Ein digitales Hardwaresystem zur echtzeitfähigen Simulation biologienaher neuronaler Netze
Autor: Frank, Gerald
Jahr: 1997
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung I
2 Neurophysiologische Grundlagen 5
2.1 Nervenzellen des Zentralnervensystems 5
2.2 Neurophysiologische Verarbeitung sensorischer Information 10
2.3 Visuelle Informationsverarbeitung 11
2.3.1 Retinale Verarbeitung visueller Information 12
2.3.2 Cortikale Verarbeitung visueller Information 16
3 Das pulscodierte Modellneuron 21
3.1 Eigenschaften des Marburger Modellneurons 22
3.2 Abhängigkeit der Spikefrequenz vom Erregungszustand des Neurons 28
3.3 Einordnung des Marburger Modellneurons 31
4 Vom Modellneuron zum Systementwurf 35
4.1 Implementierungstechnologien: analog, digital oder optisch? 35
4.2 Adaption des Marburger Modellneurons 37
4.3 Vervielfachung des Modellneurons - ein Kompromiß aus Leistungsfähigkeit
und Aufwand 40
4.4 Die interneuronale Kommunikation 43
5 Systemarchitektur des Neuro-Accelerators 45
5.1 Leistungsanforderungen an ein Acceleratorsystem 45
5.2 Lernen in pulscodierten neuronalen Netzen 46
5.3 Rahmenbedingungen des Systementwurfes 47
5.4 Globale Beschreibung des modularen Acceleratorsystems 48
5.5 Taxonomäsche Einordnung der modularen Systemstruktur 51
5.6 Grundlegende Konzepte zur Erfüllung der Geschwindigkeitsanforderungen.... 53
5.6.1 Parallelität 53
5.6.2 Pipelining für sequentielle Systemstrukturen 54
6 Das Neuronenmodul 57
6.1 Die Arithmetikeinheit des Neuronenmoduls 59
6.2 Die Steuerung des Abklingvorganges 59
6.2.1 Die Abklingliste zur effizienten Simulationsbeschleunigung 62
6.3 Die Variablenmodule 66
6.3.1 Das Teilpotentialmodul 67
6.3.2 Das Schwellwertmodul 71
6.3.3 Das Impulsmodul 73
6.3.4 Die übergeordnete Struktur des Variablenmoduls 76
7 Die interneuronale Vernetzbarkeit 79
7.1 Rahmenbedingung einer flexiblen Netzstrukturierung 80
7.2 Die dynamische senderorientierte Speicherung der Netztopologie 80
7.3 Das Topologiemodul 81
8 Die Skalierbarkeit des Acceleratorsystems 85
8.1 Das Kommunikationsmodul 87
8.2 Messungen zur Ermittlung realer Linkübertragungsraten 90
8.2.1 Übertragungsverhalten des BBK-S4 Brückenkopfes 91
8.2.2 Übertragungsverhalten des SCSI-Linkadapters 94
8.3 Beurteilung der realen Übertragungsbandbreite eines Transputerlinks 94
9 Die Ankopplung des Accelerators an ein Host-System 97
10 Technische Hardwarespezifikation 99
10.1 Systemdaten des Accelerators 102
10.2 Bitgenauigkeiten 102
10.3 Systemverhalten bei realen Anwendungen 103
11 Zusammenfassung 109
12 Literaturverzeichnis 113
13 Abbildungsverzeichnis • 125
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