Neural Spike Sorting Using Binarized Neural Networks

尖峰分选 Spike(软件开发) 分类 专用集成电路 计算机科学 人工神经网络 CMOS芯片 人工智能 计算机硬件 电子工程 算法 工程类 软件工程
作者
Daniel Valencia,Amirhossein Alimohammad
出处
期刊:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:29: 206-214 被引量:20
标识
DOI:10.1109/tnsre.2020.3043403
摘要

This article presents the design and efficient hardware implementation of binarized neural networks (BNNs) for brain-implantable neural spike sorting. In contrast to the conventional artificial neural networks (ANNs), in which the weights and activation functions of neurons are represented using real values, the BNNs utilize binarized weights and activation functions to dramatically reduce the memory requirement and computational complexity of the ANNs. The designed BNN is trained using several realistic neural datasets to verify its accuracy for neural spike sorting. The application-specific integrated circuit (ASIC) implementation of the designed BNN in a standard 0.18-μm CMOS process occupies 0.33 mm2 of silicon area. Power consumption estimation of the ASIC layout shows that the BNN dissipates 2.02μW of power from a 1.8 V supply while operating at 24 kHz. The designed BNN-based spike sorting system is also implemented on a field-programmable gate array and is shown to reduce the required on-chip memory by 89% compared to those of the alternative state-of-the-art spike sorting systems. To the best of our knowledge, this is the first work employing BNNs for real-time in vivo neural spike sorting.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
活雷锋应助科研狗采纳,获得10
刚刚
木木发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
脑洞疼应助Suyi采纳,获得10
4秒前
6秒前
CipherSage应助llllllllxxy采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
wang050604发布了新的文献求助10
9秒前
整个好活给My_magnum_opus的求助进行了留言
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
001发布了新的文献求助10
13秒前
Mountain发布了新的文献求助10
13秒前
JIN0发布了新的文献求助30
13秒前
中恐完成签到,获得积分0
14秒前
15秒前
16秒前
16秒前
Suyi发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
日月完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
My_magnum_opus发布了新的文献求助150
19秒前
洁净的谷兰完成签到,获得积分10
20秒前
黄丽华发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
文静曼香完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
Hello应助小兰采纳,获得10
22秒前
momo妈咪发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
24秒前
搜集达人应助廖嘉俊采纳,获得10
24秒前
科研通AI6.2应助鳗鱼颖采纳,获得10
24秒前
molihuakai应助鳗鱼颖采纳,获得10
24秒前
科研通AI6.2应助鳗鱼颖采纳,获得10
25秒前
搜集达人应助Yzw采纳,获得10
25秒前
李健应助鳗鱼颖采纳,获得10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Positive Art Therapy Theory and Practice 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Key mechanistic insights into the intramolecular C-H bond amination and double bond aziridination in sulfamate esters catalyzed by dirhodium tetracarboxylate complexes 500
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7671797
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9238985
关于积分的说明 19898293
捐赠科研通 7241372
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285173
关于科研通互助平台的介绍 2443400
邀请新用户注册赠送积分活动 2287342