3、基于事件的神经形态系统中的地址事件表示

基于事件的神经形态系统中的地址事件表示

在神经形态电子系统中，地址事件表示（AER）是一种关键的通信机制，它能够高效地处理大量神经元的脉冲信号。接下来，我们将详细探讨AER的相关内容。

1. 地址事件表示（AER）概述

典型的神经元放电率在1 - 10 Hz范围内，当数千甚至数百万个神经元组合在一起时，其脉冲率可达到kHz到低MHz范围，现代数字系统能够轻松支持这样的数据速率。因此，神经形态电子系统采用对应神经元簇的端点，而不是单个神经元网络，其中一个簇可以对应一个特定的处理层。用于将一组神经元的通信多路复用到单个通信通道的电路被称为地址事件表示（AER）电路。AER最早于1991年由加州理工学院的Mead实验室提出，此后被广大硬件工程师广泛使用。

AER电路的功能是为单个神经元阵列产生或接收的脉冲提供多路复用/解复用功能。脉冲是异步产生的，AER电路接收产生的脉冲并将它们复用到单个输出通道上。输出通道上产生的值序列表明哪个神经元放电。神经元标识符产生的时间对应于神经元产生脉冲的时间，再加上由于编码过程产生的小延迟。只要脉冲在时间上足够分开，编码过程就能确保神经元标识符的顺序正确。

如果簇中的每个神经元仅在同一簇中没有其他神经元放电时产生脉冲，那么多路复用电路将对应于标准的异步编码器电路。然而，由于簇中的神经元组可能具有相似或重叠的放电时间，这一约束并不成立。因此，AER编码器通常使用仲裁逻辑来处理多个神经元可能同时到达的脉冲。

解复用电路相对容易设计，在解复用过程中，从AER通道接收到的输入值指定了脉冲要传递到的轴突/树突标识符。树突编号使用异步解码器进行解码，脉冲被传递到适当的目的地。这些解码器电路与自定时存储结构中的电路相同。