基于憶阻器和FPGA的仿生電路設(shè)計(jì).pdf

1、電磁環(huán)境的復(fù)雜化、多變化，使得應(yīng)用于傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的抗擾方式逐漸暴露出其不足之處。相比之下，生物的可靠性、抗擾性、自適應(yīng)和自修復(fù)等特性，卻能在復(fù)雜電磁環(huán)境中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　基于電磁仿生防護(hù)理念，以及生物體在復(fù)雜電磁環(huán)境下的自適應(yīng)抗擾優(yōu)勢(shì)，引發(fā)了對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境下仿生防護(hù)新方法的探索。本文通過(guò)研究生物神經(jīng)元突觸的自適應(yīng)抗擾機(jī)理，建立仿生模型，利用憶阻器仿生電路模擬神經(jīng)元突觸的功能特性。主要工作如下：
　　1、基于神經(jīng)元突觸

2、生物特性的理論分析，分析利用憶阻器模擬神經(jīng)元突觸的可行性，為仿生電路的設(shè)計(jì)構(gòu)建提供理論依據(jù)。
　　通過(guò)憶阻器和神經(jīng)元突觸特性的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)憶阻器的傳輸特性與突觸小體的信號(hào)傳遞方式存在一定的相似性；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)其傳遞的方向也存在差異：突觸信號(hào)傳導(dǎo)方向單一，而憶阻器則是雙向傳遞，其傳遞方向受到外加電壓的制約。
　　2、基于憶阻器特性的分析和理解，完成憶阻器仿生電路模型的搭建，并進(jìn)行電路的仿真與分析。
　　通過(guò)對(duì)憶阻器特性方程的

3、分析，借助流水線思想將特性方程轉(zhuǎn)化為流水線結(jié)構(gòu)式。然后，分別利用普通模塊和DSP Builder模塊完成憶阻器仿生電路的搭建，并進(jìn)行了仿真分析，所得結(jié)果與惠普實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果基本一致。
　　3、在FPGA仿真平臺(tái)中完成憶阻器仿生電路的設(shè)計(jì)與模擬分析。
　　本文分別從仿真和驗(yàn)證兩個(gè)方面進(jìn)行了分析：在QuartusⅡ的仿真分析中，通過(guò)RTL閱讀器設(shè)計(jì)了憶阻器仿生電路的總體框架和結(jié)構(gòu)詳圖，從內(nèi)部原理上描述了仿生電路的功能特點(diǎn)；