Inhalt

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   Inhaltsverzeichnis
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   Einleitung
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  Biologische Grundlagen neuronaler Netze
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   Anatomie des menschlichen Gehirns
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   Physiologische Grundlagen der Zelle
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   Zelle und Zellkern
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   Zellmembran und Ionenkanäle
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   Energieumsatz in Nervenzellen, Natrium-Kalium-Pumpe
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   Energiegewinnung in der Zelle
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   Zelltypen: Purkinje Zelle und Körnerzelle
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   Betrachtung der Membrankapazität biologischer Neuronen
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   Membranpotential
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   Aktionspotential
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   Reizweiterleitung
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   Diskussion
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   Stand der Technik pulsender Neurone
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  Technische Darstellungen von Neuronen
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   Spike Response Modell
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   Leaky Integrate and Fire Modell
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   Digitale Implementierungen
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   Die Schrauwen-Implementierung
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   Die Upegui-Implementierung
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   Die Torres-Huitzil-Implementierung
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   Die Johnston-Implementierung
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   Die Maya-Implementierung
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   Die Godin-Implementierung
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   Analoge Implementierungen
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   Die Matolin-Implementierung
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   Die van Schaik-Implementierung
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   Die Indiveri-Implementierung
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   Die Chicca-Implementierung
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   Die Wijekoon-Implementierung
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   Vergleich bestehender Implementierungsvarianten
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   Energetische Modellierung pulscodierter neuronaler Netze
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  Modellierung des Energieumsatzes: Biophysikalisches Grundmodell
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   Kanalströme - passiver Transport
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   Linearisiertes System
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   Pumpströme - aktiver Transport
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   Betrachtung der Natrium-Kalium-Pumpe als regelungstechnisches Problem
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   Stabilitätsprüfung des nichtlinearen, geregelten Systems mittels Ljapunov-Verfahren
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   Erweiterung des Grundmodells zu einem Modell für Synapse und Dendrit
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   Modellierung eines Aktionspotentials
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   Simulation eines Minimalsystems
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  Modellierung des Energieumsatzes mit elektrischen Schaltkreisen
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   Abschätzungen zum Energiebedarf biologischer Neurone am Ersatzschaltbild im steady-state
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   Modellierung eines LIAF Neurons mit elektrischen Ersatzschaltkreisen
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   Passives Entladen der Kapazität über Leckströme
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   Aktives Laden der Kapazität unter Berücksichtigung von Leckströmen
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  Verlustleistung
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   Gleichstrombetrieb
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   Herleitung der Übertragungskennlinie
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   Erweiterung der Betrachtung am LIAF Modell zum SRM
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   Diskussion
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   Ressourcenbedarf pulscodierter neuronaler Netze
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   Analoge Implementierungen
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   Leaky Integrate and Fire Neuron
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   Statische Synapse
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   Ermittlung der äquivalenten Wortbreite
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   Digitale Implementierungen
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   Bitserielle Multiplikation
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   Digitale ultra-low-power Standardzellenbibliothek
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   Leaky Integrate and Fire Neuron
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   Vergleich digitaler Implementierungsvarianten
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   Analoger Testchip
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  Struktur und Funktion in pulscodierten neuronalen Netzen
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   Fehlertoleranz neuronaler Assoziativspeicher
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   Struktur
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   Fehlertoleranz binärer neuronaler Assoziativspeicher
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   Einfluss der Pulscodierung auf die Funktion
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   Zusammenfassung
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  Mathematischer Anhang
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   Herleitung von {u_c,f}^N und {u_c,T}^N
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   Herleitung des maximalen Gewichts zum fehlerfreien Abruf
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   Variation des Störabstandes in einer 90 nm ULP Standardzellenbibliothek
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   Skalierungsregeln
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   Simulink Modelle
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   Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Formelzeichen
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   Abbildungsverzeichnis
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   Tabellenverzeichnis
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   Literaturverzeichnis
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   Eigene Publikationen
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   Index