4、神经形态系统通信设计的权衡与演进

神经形态系统通信设计的权衡与演进

1. 时复用通信信道设计选项

时复用通信信道设计涉及多个方面的权衡，以下是不同特性的设计选项及相关说明：
| 特性 | 方法 | 备注 |
| ---- | ---- | ---- |
| 延迟 | 轮询 | 与神经元数量成正比 |
| | 事件驱动 | 与活跃比例成正比 |
| 完整性 | 拒绝 | 冲突呈指数级增加 |
| | 仲裁 | 对事件进行排队 |
| 分散性 | 丢弃 | 无需等待 |
| | 排队 | 与剩余容量成反比 |
| 容量 | 硬连线 | 简单，周期时间短 |
| | 流水线 | 与最慢阶段成反比 |

通过仲裁防止冲突时，系统可得到优化，此时系统仅受排队导致的延迟随活动增加的限制。为实现指定的定时误差（定义为细胞事件间隔的百分比误差），吞吐量必须限制在最大链路或信道容量以下。

通信信道设计者面临诸多权衡，例如：
- 是否预先分配信道容量，为每个用户提供固定量，还是动态分配容量，以匹配每个用户的当前需求？
- 是否允许用户随意传输，还是实施复杂机制来规范对信道的访问？
- 活动在时间和空间上的分布如何影响这些选择？
- 是否可以假设用户随机行动，或者他们的活动之间是否存在显著相关性？

2. 动态或静态分配的权衡

2.1 自适应神经元采样

考虑神经元自适应的情况，当信号变化时，神经元以 (f_{Nyq}) 采样；当信号静态时，以 (f_{Nyq}/Z) 采样，其中 (Z) 是预设的衰减因子。设给定神经元以 (f_{Nyq