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正解を与える可変シナプス集積化ニューロチップの試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 03555069
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 情報工学
研究機関東北大学

研究代表者

沢田 康次  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80028133)

研究分担者 中島 康治  東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60125622)
室田 淳一  東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (70182144)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
16,600千円 (直接経費: 16,600千円)
1992年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
1991年度: 11,600千円 (直接経費: 11,600千円)
キーワードニューロチップ / アナログメモリ / フローティングゲート / 可変シナプス / 集積回路 / ニュ-ロチップ / 対称結合神経回路網 / 非対称結合神経回路網 / 分散記憶
研究概要

人工神経回路網ANNは現在のデジタル電子計算機が不得意とする最適値問題などを素早く解くことを可能とするが、そこには局所安定解が含まれ当たらずとも遠からずの答えとなる。本研究においてはこの点を改良し、ANN本来の長所を引き出す超並列集積回路としてマイクロチップ化することにより、その情報処理の可能性をハードウェアの観点から追及した。平成3年度には合目的とする動作を正確に行う人工神経回路網CRANNを提案し、固定シナプスを持つ回路の1列をCMOSをベースとしたマイクロチップとして実現、測定を通し提案の正当性を実証した。さらにプログラム可能な可変シナプスを持つ完全並列動作ニューロチップを製作、その動作を実測し、最適値問題の解法や連想記憶動作に有効であることを検証した。この回路においては記憶デバイスとして4ビットのスタティック・ランダム・アクセス・メモリー(SRAM)を使用した。この回路はSRAMの高信頼性が利点であるが、占有面積が大きく、大規模な集積化に向かない。この点を改良し最適な可変シナプス用デバイスを開発、それを集積化することにより、より高性能なニューロチップを製作する事を目的として、フローティングゲートを持つ新しいアナログメモリーMOSデバイスを設計、東北大学電気通信研究所超微細加工実験施設において製作し、その特性を測定した。これにより得られたデバイスはシミュレーションとよく一致する特性を示し、電荷注入量の非線形性が改善されるとともに動作速度もμsec以下となることが測定を通し確認された。その占有面積もSRAM使用の場合に比べて約1/10に縮小することが確認された。これらの結果は国際会議等で発表予定であり、今後このデバイスをシナプスとして使用したニューラルネットワークの集積化を行っていく予定である。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] K.NAKAGIMA,Y.HAYAKAWA,S.SATO,T.NISHIMURA,J.MUROTO,and Y.SAWADA: "Correct Reaction Neural Network and Its Implementation" Proceedings of International Joint Conference on Neural Networks,Seattle,U.S.A.II. A894 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐藤 茂雄,西村 聡彦,室田 淳一,中島 康治,沢田 康次: "A-Dコンバータを例とした非対称結合神経回路の構成とその集積化" 電子情報通信学会論文誌. J75-C-II. 103-111 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.SATO,M.YUMINE,T.YAMA,J.MUROTA,K.NAKAJIMA,and Y.SAWADA: "LSI Implementation of Pulse-Output Neural Network wirh Programmable Synapse" Proceedings of International Joint Conference on Nenral Networks,Baltimore,U.S.A.I. 172-177 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.NAKAJIMA and Y.HAYAKAWA: "Correct Reaction Neural Network" Neural Networks.

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.SATO,M.YIMINE,T.YAMA,J.MUROTA,K.NAKAJIMA,and Y.SAWADA: "LSI Neural Chip of Pulse-Output Network with Programmable Synapse" JOURNAL OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS(招待論文・掲載予定).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.KONDO and Y.SAWADA: "Functional Abilities of a Stochastic Logic Neural Network" IEEE Transactions on Neural Networks. 3. 434-443 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakajima, Y.Hayakawa, S.Sato, T.Nishimura, J.Murota, and Y.Sawada: ""Correct Reaction Neural Network and Its Implementation"" Proceeding of International Joint Conference on Neural Networks Seattle, U.S.A.11. A894 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigeo Sato, Toshihiko Nishimura, Junichi Murota, Koji Nakajima, and Yasuji Sawada: "Implementation of a Class of Asymmetrical Neural Networks with Application to an A-D Converter" Electronics and Communications in Japan. J75-C-11. 103-111 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sato, M.Yumine, T.Yama, J.Murota, K.Nakajima,and Y.Sawada: "LSI Implementation of Pulse-Output Neural Network with Programmable Synapse" Proceeding of International Joint Conference on Neural Network Baltimore, U.S.A.1. 172-177 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakajima and Y.Hayakawa: "Correct Reaction Neural Network" Neural Networks. (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sato, M.Yumine, T.Yama, J.Murota, K.Nakajima, and Y.Sawada: "LSI Neural Chip of Pulse-Output Network with Programmable Synapse" JOURNAL OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS. (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kondo and Y.Sawada: "Functional Abilities of a Stochastic Logic Neural Network" IEEE Transactions on Neural Networks. 3. 434-443 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakajima,Y.Hayakawa,S.Sato,T.Nishimura,J.Murota,and Y.Sawada: "Correct Reaction Neural Network and Its Implementation" Proceedings of International Joint Conference on Neural Networks,Seattle,U.S.A.II. A894- (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤 茂雄,西村 聡彦,室田 淳一,中島 康治,沢田 康次: "A-Dコンバータを例とした非対称結合神経回路の構成とその集積化" 電子情報通信学会論文誌. J75-C-II. 103-111 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sato,M.Yumine,T.Yama,J.Murota,K.Nakajima,and Y.Sawada: "LSI Implementation of Pulse-Output Neural Network with Programmable Synapse" Proceedings of International Joint Conference on Nearal Networks,Baltimore,U.S.A.I. 172-177 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakajima and Y.Hayakawa: "Correct Reaction Neural Network" Neural Networks.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sato,M.Yumine,T.Yama,J.Murota,K.Nakajima,and Y.Sawada: "LSI Neural Chip of Pulse-Output Network with Programmable Synapse" JOURNAL OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS(招待論文・掲載予定).

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kondo and Y.Sawada: "Functional Abilities of a Stochastic Logic Neural Network" IEEE Transactions on Neural Networks. 3. 434-443 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakajima,Y.Hayakawa.S.Sato,T.Nishimura.J.Murota,Y.Sawada: "Correct Reaction Neural Network and Its Implementation" International Joint Conference on Neural Networks,Seattle,U.S.A.II. A-894- (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤 茂雄,湯峯 学,山 孝之,中島 康治,室田 淳一,沢田 康次: "パルス表現を用いた神経回路の設計とその集積化" 神経回路網学会第2回全国大会講演論文集. P6-15. 201- (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤 茂雄,西村 聡彦,室田 淳一,中島 康治,沢田 康次: "A-Dコンバタを例とした非対称結合神経回路の構成とその集積化" 電子情報通信学会論文誌C-II. J75-C-II. 103-111 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 山 孝之,湯峯 学,佐藤 茂雄,室田 淳一,中島 康治,沢田 康次: "パルス伝達による可変シナプス型神経回路の集積化とその測定" 電子情報通信学会技術研究報告. NC91-82. 1-5 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 湯峯 学,山 孝之,佐藤 茂雄,室田 淳一,中島 康治,沢田 康次: "可塑性結合を持つアナログ動作パルス神経回路網の集積化" 1992年電子情報通信学会春季大会予稿集. 6. 79- (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kondo Y.Sawada: "Functional Abilities of A Stochastic Logic Nearal Network" IEEE Transactions on Neural Networks. 3. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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