KIP-Veröffentlichungen

 
Jahr 2014
Autor(en) Sebastian Billaudelle
Titel Characterisation and Calibration of Short Term Plasticity on a Neuromorphic Hardware Chip
KIP-Nummer HD-KIP 14-93
KIP-Gruppe(n) F9
Dokumentart Bachelorarbeit
Abstract (de)

Im Rahmen dieser Arbeit wird die Implementierung von Kurzzeitplastizität auf dem neuromorphen HICANN-Mikrochip untersucht. Durch Beobachtung und Analyse postsynaptischer Potentiale auf der Membranspannung als Reaktion auf einen presynaptischen Stimulus, können die Parameter des Platizitätsmechanismus bestimmt werden.

Ausgehend von einem theoretischen Modell werden Messprotokolle für die Charakterisierung des Schaltkreises entwickelt. In dieser Arbeit werden die Ergebnisse der zugehörigen Messreihen diskutiert. Es kann gezeigt werden, dass das Verhalten des Chips die Realisierung biologisch inspirierter Netzwerke unterstützt. Allerdings fallen starke Schwankungen zwischen verschiedenen Instanzen der Schaltung auf. Deshalb werden Kalibrationsmethoden zum Ausgleich dieser Abweichungen entwickelt und erfolgreich getestet.

Abschließend werden die Eigenschaften der Kurzzeitplastizität des HICANN-Chips mit aus der Biologie stammenden Daten verglichen und die möglichen Grenzen der Schaltung dargelegt.

Abstract (en)

The STP implementation of the neuromorphic HICANN chip is characterised. In this thesis, a high-level approach is adopted by analyzing a neuron circuit's response to a presynaptic stimulus. By recording analog traces of the membrane voltage, the STP parameters are extracted.

Starting from the theoretical model, protocols for characterising its parameters were developed. Corresponding measurements are discussed in this thesis. The experiments have shown that the hardware's characteristics lie within ranges suitable for biology-inspired network models. Deviations between multiple instances of the circuit could be observed. In order to compensate for these deviations, calibration methods were developed and successfully verified. As a conclusion, the measured operating range is compared to data from biological systems and possible limitations of the hardware design are discussed.

bibtex
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  author   = {Sebastian Billaudelle},
  title    = {Characterisation and Calibration of Short Term Plasticity on a Neuromorphic Hardware Chip},
  school   = {Universit\"at Heidelberg},
  year     = {2014}
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