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脉冲神经网络硬件互连系统的 动态优先级仲裁策略

更新时间:2019-12-24 13:36:18 大小:2M 上传用户:守着阳光1985查看TA发布的资源 标签:脉冲神经网络 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(1) 举报

资料介绍

本文基于EMBRACE脉冲神经网络硬件实现方案提出了一种片上网络路由器的动态优先级仲裁策略,来解决脉冲神经网络脉冲传输的交通负载非均衡问题.该方案使用二维网格片上网络系统实现神经元之间的互连通讯,其基于脉冲发送频率的动态优先级仲裁策略能够降低高频路径的平均延迟及系统丢包风险,提高系统工作稳定性.使用Noxim片上网络模拟器搭建实验平台,测试结果表明采用提出的动态优先级仲裁策略较轮询及固定优先级仲裁器,高频路径延迟平均降低32.33%和34.69%,降低幅度最大达到84.86%和86.20%.在90nm CMOS工艺下,提出的路由器架构硬件面积为213,471μm2,具有较好的扩展性.


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8
Vol. 46 No. 8  
Aug. 2018  
2018  
8
ACTA ELECTRONICA SINICA  
网络的  
先级仲裁策略  
1
1
1
2
, , ,  
刘俊黄星月 罗玉玲 曹 弋  
( 1.  
广西大学电子工程学院 广西  
541004; 2.  
大学学院  
企业可持续发展英国里  
GU27XH)  
:
EMBRACE  
网络提出了一种网络路由器先级仲裁策略  
本文基于  
解决网络非均问题 案使网络统实通  
, ,  
基于先级仲裁策略低高频路延迟风险 提高定  
使用  
Noxim  
网络模拟实验结果表明用提出先级仲裁策略轮询先级仲  
频路径延迟低  
32. 33% 34. 69% ,  
度最到  
84. 86% 86. 20% . 90nm CMOS ,  
提出  
2
213471 m ,  
具有性  
路由器架构为  
μ
:
;
;
;
;
关键词  
中图分类号  
URL: http: / /www. ejournal. org. cn  
网络 网络 路由器 仲裁先级  
TP183 0372-2112 ( 2018) 08-1898-08  
DOI: 10. 3969 /j. issn. 0372-2112. 2018. 08. 014  
:
:
A
:
文章编号  
文献标识码  
电子学报  
Dynamic Priority Arbitration Strategy for Interconnections  
of Hardware Spiking Neural Networks  
1
1
1
2
LIU Jun-xiu HUANG Xing-yue LUO Yu-ling CAO Yi  
( 1. Faculty of Electronic EngineeringGuangxi Normal UniversityGuilinGuangxi 541004China;  
2. Department of Business Transformation and Sustainable EnterpriseSurrey Business SchoolUniversity of SurreySurrey GU27XHUK)  
Abstract: Based on the EMBRACEi. e. a hardware architecture for the SNNa dynamic priority arbitration strategy  
for a Networks-on-Chip ( NoC) router is proposed to solve the non-balance traffic load problem of the SNN system.  
A2DmeshNoC system is used to provide the interconnected communication for the neurons. The dynamic priority arbitration  
strategy is based on the spiking transmission frequencies and it can reduce the risk of the packet loss and the average delay of  
the paths with heavy trafficsand improve the reliability of system. The Noxim simulator is used to build the simulation plat-  
form. The experimental results show that compared to the round-robin and fixed priority arbitration schemesthe proposed  
dynamic priority arbitration strategy has an average of 32. 33% and 34. 69% ( maximum 84. 86% and 86. 20% ) decrease for  
2
the delays of paths with heavy traffics. Based on the 90nm CMOS technologythe hardware area is 213471 m which  
μ
demonstrates its scalability.  
Key words: spiking neural networks; networks-on-chip; router; arbiter; dynamic priority  
1]  
进行理  
大的计算能力 人建立模拟哺乳脑  
( Net-  
于生的生强  
1
引言  
网络经  
信息网络  
23]  
, ,  
网络具有的计算能力 适复杂信息  
work-on-chipNoC)  
网络在  
技术的提出  
: 2017-07-27;  
: 2017-11-02;  
:
收稿日期  
修回日期  
责任编辑 蓝红杰  
广西自然科学基金  
( No. KY2016YB059) ;  
:
( No. 61603104No. 61661008) ;  
( No. 2016GXNSFCA380017No. 2015GXNSFBA139256) ;  
基金项目 国家自然科学基金  
广 西项目  
( No. MIMS15-07)  
广西高  
;
广西 安全重点 发 基 金  
1899  
8
:
网络先级仲裁策略  
1516]  
思路 网络包括  
TrueNorth  
4096  
100  
个可编  
片  
含  
, ,  
信子算单成计  
2. 56  
,  
亿个可献  
9,  
和  
, ,  
由路由器及其连接责  
17EMBRACE  
提出架构使用了一种模  
( Neural Tile) ,  
结构路由器和一组可编程神  
.  
算单数据的信息交互 算  
4]  
/ .  
具有此本文于  
路由器按照拓扑结构相互连接  
上  
5 ~ 7]  
EMBRACE  
架构进路由器结构能优化 提出一  
网络技术已被应用网络  
和  
网络先级仲裁策略 它能对高频  
网络的计算单的  
进行仲裁 网络量  
网络的来构连  
可靠 高效制  
结构网络的拓扑结构来模拟 这一方法使  
网络的为可能  
不同元  
复杂网络通  
3
基于动先级仲裁策略网络器  
3. 1  
 
1
EMBRACE  
了在  
架构结构  
1( a)  
, ,  
导致数据进而影响神  
及其通数据信息 图  
元  
时序行为及网络的现  
.  
由神算单路由器算  
因此在  
,  
的计能 而路由器负  
, ,  
如何优化网络路由器而能传  
路由了  
数据网络研究工作  
8,  
、 、 、 ,  
南 西 数据连接神经  
9,  
中基于网络技术 拓扑结构提出  
算单本地神  
——EMBRACE.  
一种网络架构  
本文在此架  
被表数据图  
1( b)  
数  
的基提出一种网络路由器满足  
,  
包头 和目的个部分 其数  
网络不同交信息性需求  
路由器采基于则的先级仲裁策  
XY  
包头 数据具体应  
合  
路由可有效地低高率通径  
延迟 避免及其可能发的  
数据严重风险 提高网络统  
鲁棒同时本文提出路由器架构在资  
, ,  
具有好地系  
性  
2
脉冲神经网络系统相关研究工作  
网络的式主要有软件现  
算机软件 通过  
计和程写来实及其互  
CPU  
· ,  
基于结构 其序  
而  
质无有效算  
模拟 近期科研员已经提出了网络  
9 ~ 17]  
10]  
提出了一种基于片  
方法  
网络的网络架构 架构拓  
XY  
路由冲  
和  
提出的  
11FACETS  
架构一种多  
180000  
信的网络 了  
神  
花  
SpiNNa-  
同时含  
256  
网络路由器晶圆而  
12 ~ 14]  
ker  
18  
ARM968  
用了  
作为其算内  
18000  
, ,  
核 并使拟  
经  
.  
结构为一种态  

全部评论(1)

  • 2020-04-13 09:56:42love11

    谢谢

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