數位神經網路之超大型積體電路設計

Abstract

類神經網路，在近幾年來受到許多研究之單位或個人的注意，其發展的方向目前已在 許多辨認系統上，如圖形辨認、語音辨認…等，以及許多最佳化的問題上，也都獲得 不錯的成果，足見其在未來的科技研究上將佔有一重要的角色。 在目前眾多的各種類神經網路模式中，大都皆以類比電路的方式實現，主要是取其具 有即時處理的特性，但因類比電路基本上的限制，使網路在製作時的可靠性及活用性 上較差，同時由於類比元件本身會有不穩定的流失現象，對實際動作的正確性亦有影 響，故而在本文中採用數位邏輯電路，針對細胞式神經網路之實現做探討，如此不僅 對目前大多的數位系統之整合性較佳外，同時亦能很快的使神經網路系統使用在各類 應用上。 在以數值分析之方法有效取代原類比電路之運算外，同時亦以多處理器之平行處理方 式，來突破數位電路時序性上的瓶頸，另外為減少硬體的消耗，亦成功的將細胞式架 構轉換成心脈式架構，如此則可把所須之硬體大幅降低，但運算時間亦須消耗更多， 而在活用性上卻遠較前者容易。由於此兩種架構基本上的運算皆相同，故將此兩種架 構實現並做比較，而得出之結果亦較原類比電路之速度更快。另外，亦針對各種影像 處理以在此所採用的方法做模擬，並得出所期望之結果，足見不僅可保證此數位神經 網路可成功的取代所有類比網路之功能外，更可預見其在各種影像處理上的適用性、 精確性與可靠性，極具發展潛力。