基于Spike sorting的NoC-based CMP的研究与实现

发布时间：2017-05-31 19:13

  本文关键词：基于Spike sorting的NoC-based CMP的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着CMOS技术的的更新,以及人类大脑内部组织研究需求的提高,人们已经可以将成百上千个微电极插入人脑来搜集脑神经电位信号。目前处理脑神经电位信号的方式是用一个包含微电极阵列和电脑主机的系统。搜集并处理更多来自脑神经元的动作电位信息,可以让人们更深入的研究人脑内部的结构,更准确的诊断以及治疗脑内疾病。由于插入脑部的微电极周围可以有很多的神经元,所以搜集到的信号是这些神经元的混合信号,在使用之前,需要将这些信号分类。然而,目前收集和处理这些数据时用一个微电极阵列和一个主机构成的系统。为了处理这些数据,需要在微电极阵列和上位机之间布置一个带宽很高的链路,同时要求主机上配置有大量的存储资源来存储原始数据。同时,由于目前的峰值电位分类算法都是在主机上用软件实现的,所需的时间比较长,无法满足快速得到处理结果的需求。从另一个方面说,CMOS技术的发展,允许我们在一个芯片上集成更多晶体管,使我们可以在一个芯片上实现更具有挑战性的计算任务。片上网络具有良好的并行计算能力,为了解决上面所提的几个问题,本文提出了一个本文在研究了现有神经电位分类算法的基础上,对现有的分类算法进行了总结修改,并提出了一个基于片上网络的Spike Sorting加速平台,该平台可以实时的处理3个通道搜集到的脑神经动作电位。每个通道都有自己独立的电路,各个通道之间互不干扰。我们对整个CMP(Chip Multi-processors)的各个模块分别进行了功能验证和综合,验证率达到了100%。经过试验得出,经过本平台处理之后的数据量比原始数据减少了50倍,不但降低了链路带宽的需求,也降低了对主机存储资源的要求。
【关键词】：片上网络 峰值检测 峰电位分类 网络接口 集成电路
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R319;TN911.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 课题背景9-12
• 1.1.1 Spike sorting的发展现状9-10
• 1.1.2 片上网络的出现和发展10-11
• 1.1.3 Spike Sorting算法介绍11-12
• 1.2 片上网络介绍12-16
• 1.2.1 片上网络的体系结构12-14
• 1.2.2 片上网络的拓扑结构14
• 1.2.3 片上网络的路由问题14-15
• 1.2.4 片上网络上的交换技术15-16
• 1.2.5 基于片上网络的任务映射16
• 1.3 片上网络的研究现状分析16-19
• 1.3.1 国外研究现状16-18
• 1.3.2 国内研究现状18-19
• 1.4 论文主要研究内容19-20
• 1.4.1 Spike Sorting的可并行分析19
• 1.4.2 并行计算体系结构的设计19
• 1.4.3 片上网络接.的设计19-20
• 1.5 论文结构20-21
• 第2章 相关技术21-24
• 2.1 引言21
• 2.2 Spike sorting算法的选择21-22
• 2.3 片上网络拓扑及任务映射22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 面向spike sorting的片上网络设计24-46
• 3.1 引言24
• 3.2 Spike Sorting的并行性分析24-26
• 3.3 整体设计方案26-27
• 3.4 功能模块的设计27-41
• 3.4.1 峰值检测模块的设计28-30
• 3.4.2 距离计算模块的设计30-34
• 3.4.3 簇管理-计算模块的设计34-40
• 3.4.4 簇管理-存储模块的设计40-41
• 3.5 网络接.设计41-45
• 3.5.1 片上网络上的通信协议42-44
• 3.5.2 网络接.的设计44-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 仿真结果及分析46-56
• 4.1 引言46
• 4.2 平台的介绍46-48
• 4.2.1 Xilinx ISE平台介绍46-47
• 4.2.2 Design Compiler介绍47-48
• 4.3 整体仿真方案的设计48-50
• 4.4 功能正确性验证50-52
• 4.4.1 功能模块及网络接.的验证50-52
• 4.4.2 系统联合验证52
• 4.5 功能模块延时分析52-54
• 4.5.1 峰值检测模块52
• 4.5.2 距离计算模块52-53
• 4.5.3 簇管理-计算模块53
• 4.5.4 簇管理-存储模块53-54
• 4.6 综合的结果54-55
• 4.7 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 樊建平,陈明宇;网格化的动态自组织高性能计算机体系结构DSAG[J];计算机研究与发展;2003年12期

  本文关键词：基于Spike sorting的NoC-based CMP的研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：410390