KIP publications

 
year 2008
author(s) Sebastian Millner
title An Integrated Operational Amplifier for a Large Scale Neuromorphic System
KIP-Nummer HD-KIP 08-19
KIP-Gruppe(n) F9
document type Diplomarbeit
Keywords Operational Amplifier, Facets, Neuromorphic Engineering, VLSI, rail-to-rail, low power, folded cascode, trans linear circuits,
Abstract (de)

In dieser Arbeit wird ein Operationsverstärker für die neuromorphe Hardware des FACETS-Projekts entworfen. Zwei Versionen dieses Verstärkers wurden entwickelt. Das Masken Layout wurde erstellt und zu Testzwecken wurde ein kleiner Prototyp-Chip in der Form eines ASICs designed und produziert. Um die Funktion des Verstärkers zu validieren wurden umfangreiche Messungen durchgeührt. Die Spezifikationen stellen eine große Herausforderung dar. So sollen sowohl Eingang als auch Ausgang beide Versorgungsspannungen erreichen können. Bei geringem Ruhestrohm und einer Versorgungsspannung von nur 1,8 V sollen eine hohe Bandbreite und unbegrenzte Stabilität möglich sein. Die entwickelten Verstärker erfüllen alle Spezifikationen.

Die Verstärker werden als Parameter-Impedanzwandler und als 50 Ω Ausgangstreiber im analogen ASIC HICANN des FACETS-Projekts verwendet werden. Dieses auf Waferebene integrierte, neuromorphe System stellt eine Experimentierplattform für die Neurowissenschaft dar.

 

Abstract (en)

In this thesis, an operational amplifier for the FACETS neuromorphic Hardware device is designed. Two versions of the amplifier have been designed, the mask layout has been created and a full custom ASIC prototype has been produced. Extensive measurements have been done to validate the functionality and the performance. Challenging are features like rail-to-rail input and output voltage range, low quiescent current, 1.8 V power, a high bandwidth and unlimited stability. The designed amplifiers match the given benchmarks.

The Amplifiers will be used as voltage parameter buffer and 50 Ω output driver in the analog ASIC HICANN of the FACETS stage 2 wafer scale integrated neuromorphic hardware device, implementing an experimental platform for neuroscience.

 

 

Datei Diplomarbeit (pdf)
up
KIP - Bibliothek
Im Neuenheimer Feld 227
Raum 3.402
69120 Heidelberg