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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-01-29 10:45 スパイキングニューラルネットワークハードウェアの大規模化に向けた高速スパイク通信モジュールのデジタル回路設計 ○馬島侑希・守谷 哲・山本英明・佐藤茂雄（東北大）  NLP2025-101 MBE2025-41 NC2025-63 |
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| 抄録 | （和） | スパイキングニューラルネットワーク (Spiking Neural Network : SNN) ハードウェアのネットワーク規模拡張のために, 複数のチップを接続する手法があるが, 高速で動作するSNNハードウェアにおいてはスパイク数の増加に伴うチップ間の通信量の増大が課題となる. 本研究ではアナログSNN回路のネットワーク規模拡張に向けて, ある一定時間内にスパイクイベントを高速に送受信するAER (Address Event Representation) 通信モジュールのデジタル回路設計を行った. 本通信モジュールは送信機と受信機により構成される. 我々は256個のニューロンから発生するスパイクイベントを 16 bitデータバスで効率よく通信できるようプロトコルを最適化した. 送信機はスパイクイベント数に応じて必要最小限のクロック数で通信が可能であり, 受信機はAERパケットからアナログSNN回路へスパイクを伝達可能である. 提案回路をSystemVerilogを用いてRTL記述し, ネットワーク内の全ニューロンが同時にスパイクを出力する最も通信パケット数が多い条件においても, 送受信が時間内に完了することを確かめた. これにより, アナログSNN回路を用いたハードウェアにおいて, マルチチップ化によるネットワーク規模拡張が可能であることを示した. |
| （英） | One promising approach to increasing the network scale of spiking neural network (SNN) hardware is the interconnection of multiple SNN chips. However, at high operating speeds, the communication traffic between SNN chips scales with the number of spike events, leading to a performance bottleneck. In this research, we designed a high-speed digital-circuit-based AER (Address Event Representation) module that enables the transmission and reception of spike events within a specified time window. The module consists of a transmitter and a receiver. We optimized the communication protocol to efficiently transmit spike events from 256 neurons over a 16-bit data bus. The transmitter communicates using the minimum number of clock cycles proportional to the number of spike events, while the receiver converts AER packets into spikes and transmits them to an analog SNN circuit. The proposed circuit was implemented at the RTL level using SystemVerilog. Logic simulations verified that AER packet transmission and reception are completed even under the worst-case condition in which all neurons generate spikes simultaneously. These results demonstrate the feasibility of scaling network size in analog SNN circuits through high-speed multi-chip implementation. | |
| キーワード | （和） | スパイキングニューラルネットワーク / デジタル回路 / アドレスイベント表現 / ニューロモルフィックハー ドウェア / / / / |
| （英） | Spiking neural network / digital circuit / address event representation / neuromorphic hardware / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 346, NC2025-63, pp. 74-74, 2026年1月. | |
| 資料番号 | NC2025-63 | |
| 発行日 | 2026-01-21 (NLP, MBE, NC) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | NLP2025-101 MBE2025-41 NC2025-63 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC MBE NLP IEE-MBE |
| 開催期間 | 2026-01-28 - 2026-01-30 |
| 開催地（和） | 九州工業大学 若松キャンパス |
| 開催地（英） | Kyushu Institute of Technology, Wakamatsu Campus |
| テーマ（和） | NC, NLP, ME，一般 |
| テーマ（英） | NC, NLP, ME, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NC |
| 会議コード | 2026-01-NC-MBE-NLP-MBE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | スパイキングニューラルネットワークハードウェアの大規模化に向けた高速スパイク通信モジュールのデジタル回路設計 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Digital Circuit Design of a High-Throughput Spike Communication Module Toward Large-Scale Spiking Neural Network Hardware |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | スパイキングニューラルネットワーク / Spiking neural network |
| キーワード(2)（和/英） | デジタル回路 / digital circuit |
| キーワード(3)（和/英） | アドレスイベント表現 / address event representation |
| キーワード(4)（和/英） | ニューロモルフィックハー ドウェア / neuromorphic hardware |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 馬島 侑希 / Yuki Majima / マジマ ユウキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 守谷 哲 / Satoshi Moriya / モリヤ サトシ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 山本 英明 / Hideaki Yamamoto / ヤマモト ヒデアキ |
| 第3著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 佐藤 茂雄 / Shigeo Sato / サトウ シゲオ |
| 第4著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-01-29 10:45:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NC |
| 資料番号 | NLP2025-101, MBE2025-41, NC2025-63 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.344(NLP), no.345(MBE), no.346(NC) |
| ページ範囲 | p.74 |
| ページ数 | 1 |
| 発行日 | 2026-01-21 (NLP, MBE, NC) |
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