Diseño de un emulador de memristor de modo actual basado en OTA para aplicaciones médicas neuromórficas

Área de la Ciencia:

• Circuitos de estado sólido
• Ingeniería neuromórfica
• Emulación del dispositivo

Sus antecedentes:

• Los memristores ofrecen propiedades únicas para la computación avanzada.
• El desarrollo de emuladores de memristores confiables es crucial para el diseño y las pruebas de circuitos.
• Los emuladores existentes pueden carecer de estabilidad o validación completa.

Objetivo del estudio:

• Presentar los resultados de la simulación a nivel de transistores para un nuevo circuito de emulador de memristores.
• Para validar la funcionalidad, la estabilidad y la fiabilidad del emulador.
• Para demostrar la aplicación del emulador en un circuito de neuronas Memristive Integrado y Fuego.

Principales métodos:

• Diseño de circuito que incorpora un inversor y un amplificador de transconductancia operativo controlado por el modo de corriente.
• Evaluación del rendimiento transitorio en un rango de frecuencias de 20 MHz a 100 MHz.
• Verificación de la fiabilidad mediante simulaciones de esquinas, pruebas de Monte Carlo y pruebas de variación de temperatura.

Principales resultados:

• El circuito emulador de memristor demuestra la funcionalidad a nivel de transistor.
• Se logró un bajo consumo de energía de 0,1 mW con una fuente de alimentación de 1,2 V utilizando la tecnología TSMC de 0,18 μm.
• El emulador se aplicó con éxito en un circuito de neuronas Memristive Integrate-and-Fire basado en CMOS.

Conclusiones:

• El nuevo emulador de memristor es un diseño de circuito confiable y funcional.
• El emulador permite aplicaciones de computación ultra-baja potencia y procesamiento avanzado.
• Este trabajo contribuye al desarrollo de sistemas neuromórficos y computación bioinspirada.