当前位置:主页 > 科技论文 > 电力论文 >

忆阻器的存储特性及其在神经网络方面的应用研究

发布时间:2018-02-15 06:11

  本文关键词: 忆阻器 人工神经网络 可编程 神经元 霍普菲尔德 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:近年来,忆阻器因其具有的电阻记忆存储功能、阈值特征、低功耗、结构简单等一系列优点吸引了全世界众多科研人员的关注。典型的忆阻器结构是一种三明治结构:上下两层是导电金属层,充当与外界相连的两个电极。中间的是绝缘层,一般是过渡金属氧化物材料。典型的忆阻器在工作的时候有三个过程:电形成过程(FORMING),置位过程(SET),复位过程(RESET)。所谓FORMING指的是:一个忆阻器件要想实现高低阻态切换的功能,必须在这之前对其进行一次激发阻变材料的操作,这个激发操作之后,忆阻器件才具有正常的忆阻特性;所谓SET指的是:忆阻器由高阻态(HRS)转变到低阻态(LRS)的过程;所谓RESET指的是:忆阻器由低阻态(LRS)转变到高阻态(HRS)的过程。通过对所加的SET电压与RESET电压极性相同与否来划分,忆阻器可分为单极性忆阻器与双极性忆阻器。如果SET与RESET电压同极性,这就是单极性忆阻器,如果不同极性,这就是双极性忆阻器。忆阻器的阻值是可以通过外界的编程电压或者编程电流来进行编程改变的。正是由于这些显著特征,使得忆阻器被广泛应用到存储器、数字电路、混沌电路以及人工神经网络方面。本论文主要对忆阻器在人工神经网络领域的应用进行了深入探讨,提出了用于模拟生物神经元的可编程神经元电路以及在此基础之上设计出来的离散霍普菲尔德神经网络电路。本论文对提出的两种基于忆阻器的新型神经电路先是进行了工作原理的分析,然后对设计的电路结构进行了详细的介绍,并利用Cadence仿真软件对设计的结构进行了仿真,验证结构功能是否正确。最后通过板级电路搭建出离散霍普菲尔德网络电路,并结合FPGA等辅助工具进行了板级电路的测试工作,比对了仿真结果与测试结果,验证了实际设计过程中的可行性。无论是Cadence仿真结果,还是搭建的板级电路测试结果都很明显的反应出:设计的电路功能是正确的,具有集成实现的可行性,对于硬件实现人工神经网络有很好的指导意义。
[Abstract]:In recent years, because of its resistive memory storage function, threshold features, low power consumption, A number of advantages, such as simplicity of structure, have attracted the attention of many researchers around the world. The typical memory device structure is a sandwich structure: the upper and lower layers are conductive metal layers, which act as two electrodes connected to the outside world. It is usually a transition metal oxide material. A typical memory device has three processes at work: the electrical forming process, the setting process, the reset process, and the reset process. The so-called FORMING refers to the function of a memory device to achieve high and low resistive state switching. It is necessary to perform an operation on the material to excite the resistive material before which the device has the normal characteristic of amnesia. The so-called "SET" refers to the process of the transition from the high resistance state to the low resistance state (LRS). The so-called RESET refers to the transition of the resistive device from a low resistance state to a high resistance state. The polarity of the applied SET voltage and the RESET voltage is divided. If SET and RESET voltage are the same polarity, this is unipolar resistor, if different polarity, This is the bipolar resistor. The resistive value of the resistor can be changed by the external programming voltage or the programming current. It is because of these remarkable characteristics that the resistor is widely used in memory, digital circuit, Chaotic circuits and artificial neural networks. This paper mainly discusses the application of amnesia in the field of artificial neural networks. A programmable neuron circuit for simulating biological neurons and a discrete Hopfield neural network circuit based on it are proposed. In this paper, two novel neural circuits based on amnesia are proposed. Is to carry out an analysis of the working principle, Then the structure of the designed circuit is introduced in detail, and the structure is simulated by Cadence software to verify whether the function of the structure is correct. Finally, the discrete Hopfield network circuit is built through the board circuit. Combined with FPGA and other auxiliary tools, the test work of the board level circuit is carried out, and the simulation results and the test results are compared, and the feasibility of the actual design process is verified, regardless of the Cadence simulation results, The test results show that the designed circuit function is correct and has the feasibility of integrated implementation. It has a good guiding significance for the hardware implementation of artificial neural network.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM501;TP183

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 白艳萍,杨明,吴钢;神经网络在组合优化问题中的应用[J];华北工学院学报;2000年03期

2 刘宇红,庞伟正;基于神经网络的多用户检测器[J];哈尔滨工程大学学报;2000年05期

3 刘玉萍,赵健,李勇,谢红梅,陆尧;神经网络在模拟系统故障诊断中的应用[J];南昌航空工业学院学报;2000年02期

4 侯志祥,刘振闻,颜学斌;基于神经网络的我国汽车保有量建模与预测[J];内蒙古公路与运输;2000年04期

5 刘占生,苏平线,姜兴渭;航天器电源模拟系统故障诊断的神经网络方法[J];哈尔滨工业大学学报;2001年01期

6 许进,保铮;神经网络与图论[J];中国科学E辑:技术科学;2001年06期

7 王慧,卢和,李光泉,刘宝坤;子波基神经网络及其建模[J];天津理工学院学报;2001年03期

8 熊和金;大功率人工神经网络模型研究[J];南京理工大学学报(自然科学版);2002年04期

9 乔俊伟,施光林,詹永麒;基于结构的神经网络在参数优化中的应用[J];上海交通大学学报;2002年08期

10 邓建,朱合华;基于神经网络的岩土工程结构随机有限元分析[J];同济大学学报(自然科学版);2002年03期

相关会议论文 前10条

1 王雷;陈宗海;;神经网络在过程系统建模中的应用综述[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年

2 周宗潭;胡德文;;自组织的神经网络方法和群落生长模型研究[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年

3 侯媛彬;易继锴;杨玉珍;陈双叶;韩崇昭;;一种能消除混沌现象的神经网络[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1996年

4 江铭炎;江铭虎;;一种神经网络特征压缩及分类的研究[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年

5 陈文新;王长富;戴蓓倩;;基于神经网络的汉语四声识别[A];第一届全国语言识别学术报告与展示会论文集[C];1990年

6 刘丰;姜建新;程俊;易克初;;一种用于语音识别的神经网络[A];第二届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1992年

7 梁循;;神经网络中训练样本空间的分割特性及其应用[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

8 黄小原;肖四汉;樊治平;;神经网络预警系统及其应用[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

9 李艳;邵日祥;方建安;邵世煌;;神经网络在功率电子及拖动控制中的应用[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年

10 高文忠;顾树生;平力;;静态神经网络新算法及其收敛性初探[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年

相关重要报纸文章 前10条

1 美国明尼苏达大学社会学博士 密西西比州立大学国家战略规划与分析研究中心资深助理研究员 陈心想;维护好创新的“神经网络硬件”[N];中国教师报;2014年

2 卢业忠;脑控电脑 惊世骇俗[N];计算机世界;2001年

3 葛一鸣 路边文;人工神经网络将大显身手[N];中国纺织报;2003年

4 中国科技大学计算机系 邢方亮;神经网络挑战人类大脑[N];计算机世界;2003年

5 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年

6 本报记者 刘霞;美用DNA制造出首个人造神经网络[N];科技日报;2011年

7 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年

8 刘力;我半导体神经网络技术及应用研究达国际先进水平[N];中国电子报;2001年

9 ;神经网络和模糊逻辑[N];世界金属导报;2002年

10 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年



本文编号:1512605

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/1512605.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户1221c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com