利用互補式次臨界漏電流特性而以超大型積體電路技術研製之類神經網路

Abstract

類神經網路是一非常吸引人的領域，而完成一個有強大能力的類神經網路晶片更是此 領域研究者所追求的重要目標之一。但由於一神經網路，必需具備數目極多之神經元 ，及神經鍵，才能達到實用的目的，而往往在一類神經網路中，神經鍵的數目又遠大 於神經元的數目，因此想要設計一具有更大神經元數目的網路晶片，就必需使神經鍵 於片上所佔用的面積，減至最少，在本論文之中，我們提出了一種新線路結構的神經 網路，此線路是模仿物理神經細胞，以脈衝的型式代表一個神經細胞的狀態。當脈衝 訊號出現時，表示神經元處於激發狀態，當脈衝消失時，表示神經元在原始狀態。 而在此線路中，我們僅僅以一個電晶體即可構成神經鍵，且使此構成神經鍵之電晶體 操作於其次臨界電壓範圍，由於此操作於次臨界電壓之單電晶體神經鍵，故此神經網 路具有很高的面積使用效率及很低的功率消耗。 本論文於提出線路結構後，接著以數學的方式，證此種脈衝調變之神經網路具有與H- opfield model 相同的特性，以後我們用以此網路構成一個兩位元之類比－數位轉換 器在以理論推導求出各相對加權值後以電腦模擬證明。電腦模擬之後我們將此電路以 商用的IC加以實現，而獲得實驗證明，之後我們將此線路利用0.8um 的技術實現於VL SI晶片上。在本論文的最後我們提出了一些我們將來要從事的工作，其中最重要的就 是對EEPROM之更深入研究。因為我們相信EEPROM將在類神經網路中擔任重要的角色。