Cellules analogiques CMOS pour réseaux de neurones. Application à la classification des cellules cancéreuses dans le sein

Cellules analogiques CMOS pour réseaux de neurones. Application à la classification des cellules cancéreuses dans le sein PDF Author: Hassan Jouni
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Languages : fr
Pages : 0

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Book Description
Les réseaux de neurones artificiels sont particulièrement intéressants pour les implémentations CMOS VLSI (Very Large Scale Integration Complementary Metal-Oxide Semiconductor) car chaque élément parallèle (neurone ou synapse) est relativement simple, permettant l'intégration complète de grands réseaux sur une seule puce. Les multiplieurs, la fonction non-linéaire et sa dérivée sont des éléments clés essentiels dans le traitement du signal analogique et notamment dans la mise en œuvre VLSI analogique de réseaux neuronaux artificiels. Les principales conditions de ce type de circuits sont les suivantes : une faible surface de Silicium et une faible consommation électrique. Pour valider notre approche, nous avons choisi comme type d'application, la classification de cellules cancéreuses (malignes ou bénignes) du sein. Il existe de nombreux types de réseaux de neurones: réseau de neurones à réaction avec rétro-propagation (MLP), réseau de base radiale (RBN), réseau de neurones récurrents (RNN) et autres. Le réseau de neurones étudié dans cette thèse est basé sur l'architecture Multi-Layer Perceptron, formé par la rétro-propagation. L'objectif principal est de trouver les meilleurs compromis et optimisations pour réaliser des circuits avec une technologie mature HCMOS9A 130 nm de STMicroelectronics alimentés sous ±900mV afin d'avoir le coût le plus faible possible. Après avoir choisi le meilleur algorithme (le plus simple et efficace) pour une implémentation VLSI simple, nous avons défini une architecture analogique efficiente. Enfin les briques de base ont été conçues et réalisées avant l'intégration finale sur une faible surface de silicium et une faible consommation de puissance. Pour vérifier et valider le projet de la puce VLSI avant fabrication, une méthodologie de vérification a été proposée dans cette thèse. Elle nous a également permis de définir le cahier des charges de la puce, ainsi que celui des blocs de base.

Cellules analogiques CMOS pour réseaux de neurones. Application à la classification des cellules cancéreuses dans le sein

Cellules analogiques CMOS pour réseaux de neurones. Application à la classification des cellules cancéreuses dans le sein PDF Author: Hassan Jouni
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Languages : fr
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Les réseaux de neurones artificiels sont particulièrement intéressants pour les implémentations CMOS VLSI (Very Large Scale Integration Complementary Metal-Oxide Semiconductor) car chaque élément parallèle (neurone ou synapse) est relativement simple, permettant l'intégration complète de grands réseaux sur une seule puce. Les multiplieurs, la fonction non-linéaire et sa dérivée sont des éléments clés essentiels dans le traitement du signal analogique et notamment dans la mise en œuvre VLSI analogique de réseaux neuronaux artificiels. Les principales conditions de ce type de circuits sont les suivantes : une faible surface de Silicium et une faible consommation électrique. Pour valider notre approche, nous avons choisi comme type d'application, la classification de cellules cancéreuses (malignes ou bénignes) du sein. Il existe de nombreux types de réseaux de neurones: réseau de neurones à réaction avec rétro-propagation (MLP), réseau de base radiale (RBN), réseau de neurones récurrents (RNN) et autres. Le réseau de neurones étudié dans cette thèse est basé sur l'architecture Multi-Layer Perceptron, formé par la rétro-propagation. L'objectif principal est de trouver les meilleurs compromis et optimisations pour réaliser des circuits avec une technologie mature HCMOS9A 130 nm de STMicroelectronics alimentés sous ±900mV afin d'avoir le coût le plus faible possible. Après avoir choisi le meilleur algorithme (le plus simple et efficace) pour une implémentation VLSI simple, nous avons défini une architecture analogique efficiente. Enfin les briques de base ont été conçues et réalisées avant l'intégration finale sur une faible surface de silicium et une faible consommation de puissance. Pour vérifier et valider le projet de la puce VLSI avant fabrication, une méthodologie de vérification a été proposée dans cette thèse. Elle nous a également permis de définir le cahier des charges de la puce, ainsi que celui des blocs de base.

Intégration CMOS analogique de réseaux de neurones à cliques

Intégration CMOS analogique de réseaux de neurones à cliques PDF Author: Benoît Larras
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Languages : fr
Pages : 147

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Book Description
Les réseaux de neurones artificiels permettent de résoudre des problèmes que des processeurs classiques ne peuvent pas résoudre sans utiliser une quantité considérable de ressources matérielles. L'analyse et la classification de multiples signaux en sont des exemples. Ces réseaux sont de plus en plus implantés sur des circuits intégrés. Ils ont ainsi pour but d'augmenter les capacités de calcul de processeurs ou d'effectuer leur traitement dans des systèmes embarqués. Dans ce contexte, la surface et la consommation d'énergie du circuit sont prépondérantes. Cependant, le nombre de connexions élevé entre les neurones limite l'intégration d'un réseau contenant un nombre de neurones de l'ordre de la centaine. Le modèle des réseaux de neurones à cliques permet de réduire la densité de connexions au sein d'un réseau, tout en gardant une capacité de stockage d'information plus grande que les modèles standards de réseaux de neurones. Ce modèle est donc approprié pour implanter un réseau de grande taille, à condition de l'intégrer de façon à garder la faible complexité de ses fonctions, pour consommer un minimum d'énergie. Dans cette thèse, un circuit mixte analogique/numérique implantant le modèle des réseaux de neurones à cliques est proposé, ainsi que plusieurs architectures de réseau pouvant contenir un nombre indéterminé de neurones. Cela permet de construire des réseaux de neurones à cliques contenant jusqu'à plusieurs milliers de neurones et consommant peu d'énergie. Pour valider ces concepts, un prototype d'un réseau de neurones à cliques contenant trente neurones sur puce a enfin été fabriqué et testé, en utilisant la technologie Si CMOS 65 nm.

Analog VLSI

Analog VLSI PDF Author: Mohammed Ismail
Publisher: McGraw-Hill Companies
ISBN:
Category : Computers
Languages : en
Pages : 776

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Book Description
This book presents the first comprehensive treatment of analog VLSI design for signal and information processing applications by blending the basic design concepts of both traditional and contemporary analog VLSI. The breadth and level of details of topics covered are unique, reflecting the birth of a new generation of analog VLSI circuits. Each chapter provides basic introductory material in a tutorial manner, with examples or case studies at the circuit and/or system level. Outstanding features of the text include coverage of the latest in analog VLSI putting students and practicing engineers on the cutting edge of this exciting field; thorough coverage of topics unique to this book including low-voltage, BiCMOS, current-mode and neural information processing, oversampled data converters, statistical design, analog testability, analog CAD, analog layout, and analog VLSI interconnects; avoids lengthy coverage of device physics and IC fabrication and goes straight to the design and applications of analog VLSI circuits; extensive use of SPICE in numerous examples and problem sets; worked examples (from a realistic-silicon chip) and end-of-chapter problems assist reader comprehension; and an instructor's manual containing a complete listing of problem solutions and SPICE netlists.

Design of Analog Multipliers with Operational Amplifiers

Design of Analog Multipliers with Operational Amplifiers PDF Author: K.C. Selvam
Publisher: CRC Press
ISBN: 1000024326
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 183

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Book Description
Design of analog multipliers discusses what an analog multiplier and its related types is, how different types of analog multipliers are implemented with analog two to one multiplexers and op-amps, and how the types of analog multipliers are implemented with transistors and op-amps. Describing forty-eight analog multiplier circuits, book explains six building blocks as integrator, comparator, switch, low pass filter, peak detector and sample & hold circuit. All analog multiplier circuits presented in this book use a maximum of four operational amplifiers which will enable the readers to simulate the multipliers with minimum number of components and use for their application at low cost.

Design of Analog Integrated Circuits and Systems

Design of Analog Integrated Circuits and Systems PDF Author: Kenneth R. Laker
Publisher: McGraw-Hill Science, Engineering & Mathematics
ISBN:
Category : Computers
Languages : en
Pages : 944

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Book Description
It follows with a thorough treatment of design operational and operational transconductance amplifiers, and concludes with a unified presentation of sample-data and continuous-time signal processing systems.

Low-Voltage Low-Power Analog Integrated Circuits

Low-Voltage Low-Power Analog Integrated Circuits PDF Author: Wouter A. Serdijn
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1461522838
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 117

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Book Description
Low-Voltage Low-Power Analog Integrated Circuits brings together in one place important contributions and state-of-the-art research results in this rapidly advancing area. Low-Voltage Low-Power Analog Integrated Circuits serves as an excellent reference, providing insight into some of the most important issues in the field.

Analogue IC Design

Analogue IC Design PDF Author: Chris Toumazou
Publisher: IET
ISBN: 9780863412974
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 676

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Book Description
Analogue IC Design has become the essential title covering the current-mode approach to integrated circuit design. The approach has sparked much interest in analogue electronics and is linked to important advances in integrated circuit technology, such as CMOS VLSI which allows mixed analogue and digital circuits and high-speed GaAs processing.

VLSI for Artificial Intelligence and Neural Networks

VLSI for Artificial Intelligence and Neural Networks PDF Author: Jose G. Delgado-Frias
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1461537525
Category : Computers
Languages : en
Pages : 411

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Book Description
This book is an edited selection of the papers presented at the International Workshop on VLSI for Artifidal Intelligence and Neural Networks which was held at the University of Oxford in September 1990. Our thanks go to all the contributors and especially to the programme committee for all their hard work. Thanks are also due to the ACM-SIGARCH, the IEEE Computer Society, and the lEE for publicizing the event and to the University of Oxford and SUNY-Binghamton for their active support. We are particularly grateful to Anna Morris, Maureen Doherty and Laura Duffy for coping with the administrative problems. Jose Delgado-Frias Will Moore April 1991 vii PROLOGUE Artificial intelligence and neural network algorithms/computing have increased in complexity as well as in the number of applications. This in tum has posed a tremendous need for a larger computational power than can be provided by conventional scalar processors which are oriented towards numeric and data manipulations. Due to the artificial intelligence requirements (symbolic manipulation, knowledge representation, non-deterministic computations and dynamic resource allocation) and neural network computing approach (non-programming and learning), a different set of constraints and demands are imposed on the computer architectures for these applications.

Modern Signal Processing

Modern Signal Processing PDF Author: Thomas Kailath
Publisher: CRC Press
ISBN: 9780891164531
Category : Science
Languages : en
Pages : 468

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Introduction to Analog VLSI Design Automation

Introduction to Analog VLSI Design Automation PDF Author: Mohammed Ismail
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1461315352
Category : Computers
Languages : en
Pages : 191

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Book Description
Very large scale integration (VLSI) technologies are now maturing with a current emphasis toward submicron structures and sophisticated applications combining digital as well as analog circuits on a single chip. Abundant examples are found on today's advanced systems for telecom munications, robotics, automotive electronics, image processing, intelli gent sensors, etc .. Exciting new applications are being unveiled in the field of neural computing where the massive use of analog/digital VLSI technologies will have a significant impact. To match such a fast technological trend towards single chip ana logi digital VLSI systems, researchers worldwide have long realized the vital need of producing advanced computer aided tools for designing both digital and analog circuits and systems for silicon integration. Ar chitecture and circuit compilation, device sizing and the layout genera tion are but a few familiar tasks on the world of digital integrated circuit design which can be efficiently accomplished by matured computer aided tools. In contrast, the art of tools for designing and producing analog or even analogi digital integrated circuits is quite primitive and still lack ing the industrial penetration and acceptance already achieved by digital counterparts. In fact, analog design is commonly perceived to be one of the most knowledge-intensive design tasks and analog circuits are still designed, largely by hand, by expert intimately familiar with nuances of the target application and integrated circuit fabrication process. The techniques needed to build good analog circuits seem to exist solely as expertise invested in individual designers.